FI115488B - Method and apparatus for detecting a breaking earth fault in a power distribution network - Google Patents

Description

115488115488

Menetelmä ja laitteisto katkeilevan maasulun tunnistamiseksi sähkönjakeluverkossaMethod and apparatus for detecting a breaking earth fault in a power distribution network

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksinnön kohteena on menetelmä katkeilevan maasulun tunnista-5 miseksi sähkönjakeluverkossa, missä menetelmässä katkeileva maasulku tunnistetaan sähkönjakeluverkon nollajännitteen ja sähkönjakeluverkon johtoläh-dön alun vaihevirtojen summavirran perusteella.The present invention relates to a method for detecting a breaking earth fault in a power distribution network, wherein the breaking earth fault is identified based on the sum of the zero voltage of the power distribution network and the initial phase current of the power distribution network.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto katkeilevan maasulun tunnistamiseksi sähkönjakeluverkossa, joka laitteisto on sovitettu tunnistamaan 10 katkeileva maasulku sähkönjakeluverkon nollajännitteen ja sähkönjakeluverkon johtolähdön alun vaihevirtojen summavirran perusteella.The invention further relates to an apparatus for detecting a breaking earth fault in an electricity distribution network adapted to detect a breaking earth fault 10 based on the sum of the zero voltage of the electricity distribution network and the initial phase current of the power distribution network.

Keksinnön lyhyt selostus i Sähkönjakeluverkon maasululla tarkoitetaan vaihejohtimen ja maan tai maahan yhteydessä olevan osan välistä eristysvikaa, eli vikaa, missä säh-15 könjakeluverkon johtolähdön ainakin yksi vaihejohdin joutuu tavalla tai toisella yhteyteen maan kanssa. Käytännössä maasulku syntyy esimerkiksi valokaarena läpilyönnin seurauksena muuntajan suojakipinävälissä, puun kaatuessa johdolle, puun oksan kosketellessa johtoa tai vaihejohtimen katketessa ja pudotessa maahan. Maasulku voi esiintyä joko yhdessä tai useammassa vaihe-20 johtimessa. Maasulun aiheuttamat häiriöt näkyvät koko galvaanisesti yhteen-kytketyssä verkossa. Galvaanisesti yhteenkytketyllä verkolla tarkoitetaan niitä :.j. sähköasemalta lähteviä johtolähtöjä, jotka kyseisellä käyttöhetkellä on kytketty *:' sähköaseman samaan kiskostoon.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION An earth fault in an electricity distribution network refers to an insulating fault between a phase conductor and a ground or earth-connected part, i.e., a fault in which at least one phase conductor of an electric-15 distribution network is in one way or another. In practice, an earth fault occurs, for example, as an arc due to breakage in the transformer spark gap, when the tree falls on the wire, when the branch of the tree touches the wire, or when the phase conductor breaks and falls to the ground. An earth fault can occur in one or more phase-20 conductors. Earth-fault interference is visible throughout the galvanically interconnected network. Galvanically interconnected network means: .j. wiring outputs from the substation, which at the time of use are connected *: 'to the same rail of the substation.

I I I t : Sähkönjakeluverkon vioista noin 60 - 70 % on maasulkuja, joista •« · > 25 noin 80 % on yksivaiheisia maasulkuja. Monivaiheinen maasulku syntyy usein yksivaiheisen maasulun seurannaisvikana vikaantumattomien vaiheiden jänni- • » ].··, tetason nousun aiheuttaman läpilyönnin tai maasulun alkutilan muutosilmiöi- • *‘* den seurauksena. Suurin osa maasuluista on tilapäisiä häviten joko itsestään . , tai maasulkusuojauksen aiheuttamien jälleenkytkentöjen seurauksena.I I I t: About 60% to 70% of faults in the electricity distribution network are earthquakes, of which about 80% are single phase earthquakes. A multi-phase earth fault often occurs as a consequence of a single-phase earth fault • »]. ··, breakthrough caused by a rise in the level or a change in the initial state of the earth fault • * '*. Most earthquakes are temporary, either by themselves. , or as a result of reconnections caused by earth fault protection.

: 30 Erittäin suuri osa tilapäisistä maasuluista on niin sanottuja katkeile- via maasulkuja, joissa maasulku esiintyy toistuvasti, jopa niin usein, että jokai- :*,* sella vaihejännitteen paikallisen maksimi- tai minimiarvon kohdalla tapahtuu • · läpilyönti. Tämä katkeileva maasulku tulee esiin hyvin lyhytkestoisena piikkinä • tai pulssina vaihejännitteen ja vaihevirran mittauksissa tai vaihejännitteiden * ·: * * 35 hetkellisarvojen keskiarvoa vastaavassa nollajännitteessä ja vaihevirtojen sum- • · 2 115488 ! massa eli summavirrassa. Katkeileva maasulku sammuu itsestään hyvin nopeasti, mutta jatkuvasti toistuvana se aiheuttaa turhaa sähköverkon rasitusta, heikentää verkon eristyskykyä esiintymispaikassaan ja aikaa myöten voi johtaa pysyvään maasulkuvikaan, mikä estää verkon viallisen osan käytön ilman kor-5 jaustoimenpiteitä. Katkeileva maasulku heikentää myös asiakkaille toimitettavan sähkön laatua ja voi aiheuttaa verkkoon kytkettyjen herkkien laitteiden toimintahäiriöitä ja vikaantumista. Lisäksi verkon käytettävyyden ja huollon kannalta on tärkeää havaita katkeilevan maasulkuvian esiintyminen verkossa sekä tunnistaa, millä sähköaseman johtolähdöllä vika esiintyy, jotta vikaa voidaan 10 ryhtyä paikantamaan ennen pysyvän vian syntymistä ja jotta sähköaseman suojareleillä toteutettavat tarvittavat verkon suojaustoimenpiteet voidaan kohdistaa vialliseen johtolähtöön muiden johtolähtöjen toimintaa häiritsemättä.: 30 A very large proportion of temporary earth faults are so-called intermittent earth faults, in which the earth fault occurs repeatedly, even so often that: •, * there is a breakdown of the local maximum or minimum phase voltage. This intermittent earth fault occurs as a very short duration • peak or pulse in the measurement of phase voltage and phase current, or at zero voltage corresponding to the mean value of phase currents * ·: * * 35 and phase currents • · 2 115488! mass or sum flow. A breaking earth fault will shut down very quickly by itself, but if repeated repeatedly, it will cause unnecessary stress on the power grid, degrade the insulation capacity of the network where it occurs, and over time can lead to a permanent earth fault that prevents the faulty part of the network from operating. A broken earth fault also degrades the quality of electricity supplied to customers and can cause malfunctions and failures of sensitive equipment connected to the network. In addition, for network availability and maintenance, it is important to detect the occurrence of an intermittent earth fault in the network and identify which substation line failure occurs, to locate the fault before a permanent fault occurs and to provide the necessary network protection measures with substation protection relays.

Perinteisesti katkeilevan maasulun tunnistamiseen ja suojaukseen on käytetty samaa menetelmää kuin pysyvän maasulun tunnistamiseen ja suo-15 jaukseen. Kyseisessä ratkaisussa lasketaan FFT:n (Fast Fourier Transform) avulla galvaanisesti yhteenkytketyn jakeluverkon nollajännitteen perusaallon eli I 50 Hz:n taajuuskomponentin amplitudi ja vaihekulma sekä tarkasteltavan joh- tolähdön alun summavirran perusaallon eli 50 Hz:n taajuuskomponentin amplitudi ja vaihekulma. Pysyvä maasulku tarkasteltavalla johtolähdöllä tunniste-20 taan, kun nollajännitteen ja summavirran 50 Hz taajuuskomponenttien amplitudit ylittävät ennalta asetellut raja-arvot ja mainittujen 50 Hz taajuuskomponenttien välinen vaihekulmaero on tietyllä alueella. Tähän ratkaisuun pohjautuva katkeilevan maasulun tunnistaminen kuitenkin palautuu eli nollaantuu, ellei ’’· seuraava vikapulssi tai vikapiikki esiinny ennalta asetetussa määräajassa. Tä- ··· 25 män ratkaisun etuna on, että katkeileva maasulku tunnistetaan samalla mene- : telmällä kuin itse jatkuva maasulku, jolloin menetelmässä voidaan käyttää myös samoja suojareleasetteluita kuin perusmaasulkusuojauksessa. Tällä pe-riaatteella toteutettu suojaus siis muuntaa johtolähdön alun summavirrassa esiintyvän vikapulssin tai vikapiikin FFT:n avulla laskennalliseksi 50 Hz:n kom- •» · 30 ponentiksi, jolle amplitudin lisäksi määritetään myös vaihekulma. Sama teh-: , *. dään myös nollajännitteessä katkeilevan maasulun aikana esiintyvälle 50 Hz:n taajuuskomponentille. Vian esiintymissuunnan määritys ja siten viallisen johto-lähdön tunnistaminen on kuitenkin hankalaa, koska suunnan määritys perus- • » tuu nollajännitteen 50 Hz perusaallon vaihekulman ja summavirran hyvin epä- 35 määräisen 50 Hz perusaallon vaihekulman väliseen vaihe-eroon. Menetelmäs- , tä tulee täten hyvin altis virhehavahtumisille, koska vaihe-ero myös vikaantu- • · · tl·*· 3 115488 ί ; i mattomilla johtolähdöillä käy vian aikana ratkaisun mukaisten releasetteluiden havahtumisalueelia. Koska vikavirtapiikki on kestoltaan hyvin lyhyt, luokkaa noin 1 ms, ja koska se on luonteeltaan transienttimainen, käsittäen useita eri taajuuksia, on tällaisen signaalin 50 Hz:n perusaaltoon perustuvan ratkaisun 5 kulmanmääritys hyvin epämääräinen ja herkkä virheille.Traditionally, the same method as for the detection and protection of a permanent earth fault has been used for the detection and protection of a breaking earth fault. In this solution, the FFT (Fast Fourier Transform) calculates the amplitude and phase angle of the base voltage, i.e., 50 Hz frequency component of the galvanically interconnected distribution network, as well as the amplitude and phase amplitude of the base wave, i.e. 50 Hz frequency component. A permanent earth fault at the wiring output under consideration is identified when the amplitudes of the 50 Hz frequency components of the zero voltage and sum current exceed the preset limits and the phase angle difference between said 50 Hz frequency components is within a certain range. However, the detection of a broken earth fault based on this solution is reset, i.e. reset, unless the following fault pulse or fault peak occurs within the preset time. The advantage of this solution is that the breaking earth fault is detected by the same method as the continuous earth fault itself, whereby the same protective relay settings as in the basic earth fault protection can be used. Thus, the protection realized by this principle converts the initial output of the lead output via an FFT of a fault pulse or fault peak in the sum current to a computational component of 50 Hz, for which, in addition to amplitude, a phase angle is also determined. Same as-,, *. is also applied to the 50 Hz frequency component occurring at zero voltage during a breaking earth fault. However, it is difficult to determine the direction of the fault occurrence and thus to identify the faulty line output, since the directional determination is based on the phase difference between the phase angle of the zero-voltage 50 Hz and the very undetermined phase angle of 50 Hz. The method thus becomes very susceptible to error flashes, because the phase difference also • · · tl · * · 3 115488 ί; uninterruptible power outputs will cause the fault relay to start in the fault area. Because the RCD peak is very short in duration, of the order of about 1 ms, and because it is transient in nature, covering a variety of frequencies, the angular determination of such a signal based on a 50 Hz base wave 5 is very vague and sensitive to errors.

Toinen tunnettu tapa katkeilevan maasulun tunnistamiseksi on ollut seuraavien ehtojen täyttyminen; a) johtolähdön alun summavirran hetkellisarvo ylittää parametroitavan raja-arvon, b) viallisella johdolla nollavirran polariteetti ja nollajännitteen polariteetti ovat samanvaiheisia, c) vikaantumattomalla johto-10 lähdöllä summavirran polariteetti ja nollajännitteen polariteetti ovat erivaiheisia ja d) laskurin avulla lasketaan ylöspäin aina kun ehto b) täyttyy ja alaspäin jos ehto c) täyttyy. Laskurin saavuttaessa aseteltavan rajan tunnistetaan vika kat-I keilevaksi maasuluksi. Laskuri puolestaan nollataan, mikäli vian aiheuttamien vikapulssien tai vikapiikkien väliaika ylittää aseteltavan raja-arvon. Tämä rat-15 kaisu perustuu siis hyvin pitkälti aikatason tapahtumiin. Menetelmässä vian esiintymissuunnan määritystä vaikeuttaa se, että sekä vikalähdöllä että vikaan-tumattomilla lähdöillä summavirtapulssi koostuu useista taajuuskomponenteis-ta. Summavirtapulssissa esiintyvä korkeataajuinen purkausvirtakomponentti eli purkausvirtatransientti saattaa aiheuttaa sen, että vikaantumattomalla johtoläh-20 döllä summavirran hetkellisarvo on näytteenottohetkellä samanvaiheinen nolla-jännitteen kanssa. Tällöin vikaantumattomien lähtöjen suojareleet voivat virheellisesti havahtua katkeilevan maasulun vuoksi.Another known way of detecting a breaking earth fault is to satisfy the following conditions; a) the sum of the current at the beginning of the line output exceeds the parameterizable limit, b) the polarity of the zero current and the polarity of the zero voltage are faulty with the faulty line, c) the sum current polarity and the zero voltage polarity is fulfilled and downwards if condition c) is fulfilled. When the counter reaches the adjustable limit, a fault kat-I is detected as a beaming earth fault. The counter, in its turn, is reset if the interval between the fault pulses or fault peaks caused by the fault exceeds the set limit. This rat-15 rant is thus very much based on time-based events. In the method, the determination of the fault occurrence direction is complicated by the fact that at both the fault output and the fault-free outputs, the sum current pulse is composed of several frequency components. The high frequency discharge current component, i.e. the discharge current transient, present in the sum current pulse may cause the instantaneous value of the sum current at the time of sampling to be in phase with the zero voltage. In this case, the protection relays of non-defective outputs may be erroneously triggered by an interrupted earth fault.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja • · *··;' parannettu menetelmä ja laitteisto katkeilevan maasulun tunnistamiseksi säh- .··: 25 könjakeluverkoissa.The object of the present invention is to provide a novel and • · * ··; ' improved method and equipment for detecting a breaking earth fault in the electric · ·: 25 distribution networks.

♦ # : Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että muo- dostetaan mainitun sähkönjakeluverkon nollajännite, muodostetaan mainitun johtolähdön vaihevirtojen summavirtajohtolähdön alussa, suodatetaan mainit-: tua nollajännitettä siten, että suodatettu nollajännite käsittää olennaisesti aino- 30 astaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän transienttikomponentin, suodate-: . *. taan mainittua summavirtaa siten, että suodatettu summavirta käsittää olennai- ’··’ sesti ainoastaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän transienttikomponentin, määritetään mainitun nollajännitteen transienttikomponentin amplitudi ja vaihe- kulma ainakin yhdellä taajuudella, määritetään mainitun summavirran transi-J 35 enttikomponentin amplitudi ja vaihekulma ainakin yhdellä taajuudella, muodos-’·, tetaan mainittujen nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien » * *» 4 115488 vaihekulmien välinen vaihe-ero, verrataan mainittua nollajännitteen transientti-komponentin amplitudia ennalta asetettuun kyseisen amplitudin asetusarvoon, verrataan mainittua summavirran transienttikomponentin amplitudia ennalta asetettuun kyseisen amplitudin asetusarvoon, verrataan mainittujen nollajännit-5 teen ja summavirran transienttikomponenttien vaihekulmien välistä vaihe-eroa ennalta asetettuun kyseisen vaihe-eron asetusarvoalueeseen ja mainittujen nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien amplitudien ylittäessä vastaavat amplitudien asetusarvot ja mainittujen nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien vaihekulmien välisen vaihe-eron ollessa 10 ennalta asetellulla asetusarvoalueella tunnistetaan katkeilevan maasulun esiintyvän tarkasteltavassa sähkönjakeluverkossa.♦ #: The method of the invention is characterized by generating a zero voltage of said power distribution network, generating at the beginning of the phase current output of the phase currents of said line output, filtering said zero voltage such that the filtered zero . *. determining said sum current, such that the filtered sum current essentially comprises a · ·· “transient component present only in the interrupting earth fault, determining the amplitude and phase angle of said zero voltage transient at least one frequency, determining the amplitude and phase of forming the phase difference between the phase angles of said zero voltage and sum current transient components »* *» 4 115488, comparing said amplitude of the zero voltage transient component to a preset value of said amplitude, comparing said amplitude of transient value of said sum current to a predetermined value -5 Tea and the phase angles between the phase angles of the transient components of the sum current to the preset setpoint range for that phase difference and the zero voltages of said when the amplitudes of the transient and sum current transient components exceed the respective amplitude setpoints and the phase difference between said zero voltage and the sum current transient component phase angles within the 10 preset setpoint ranges, a breaking earth fault is detected in the power distribution network under consideration.

Edelleen keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, et- tä laitteistoon kuuluu välineet muodostamaan mainitun sähkönjakeluverkon nollajännite, välineet muodostamaan mainitun johtolähdön vaihevirtojen sum-15 mavirtajohtolähdön alussa, välineet suodattamaan mainittua nollajännitettä siten, että suodatettu nollajännite käsittää olennaisesti ainoastaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän transienttikomponentin, välineet suodattamaan mainittua summavirtaa siten, että suodatettu summavirta käsittää olennaisesti ainoastaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän transienttikomponentin, välineet 20 määrittämään mainitun nollajännitteen transienttikomponentin amplitudi ja vaihekulma ainakin yhdellä taajuudella, välineet määrittämään mainitun summavirran transienttikomponentin amplitudi ja vaihekulma ainakin yhdellä taa-# t. juudella, välineet muodostamaan mainittujen nollajännitteen ja summavirran ' 1; transienttikomponenttien vaihekulmien välinen vaihe-ero, välineet vertaamaan ·/·; 25 mainitun nollajännitteen transienttikomponentin amplitudia ennalta asetettuun « · ·1·: kyseisen amplitudin asetusarvoon, välineet vertaamaan mainitun summavirran transienttikomponentin amplitudia ennalta asetettuun kyseisen amplitudin ase- i V tusarvoon, välineet vertaamaan mainittujen nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien vaihekulmien välistä vaihe-eroa ennalta asetettuun 30 kyseisen vaihe-eron asetusarvoalueeseen ja välineet tunnistamaan katkeile- : van maasulun esiintyvän tarkasteltavassa sähkönjakeluverkossa mainittujen ,1··. nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien amplitudien ylittäessä ’·’ vastaavat amplitudien asetusarvot ja mainittujen nollajännitteen ja summa- virran transienttikomponenttien vaihekulmien välisen vaihe-eron ollessa ennal- ,,: 35 ta asetellulla asetusarvoalueella.Further, the apparatus according to the invention is characterized in that the apparatus comprises means for generating a zero voltage for said power distribution network, means for generating said line output at the beginning of the sum-15 current line output, means for filtering said zero voltage, the sum current such that the filtered sum current essentially comprises only the transient component present in the breaking earth, the means 20 for determining the amplitude and phase angle of said zero voltage transient component at least one frequency, the means for determining the amplitude and phase angle of said sum current transient component at least one frequency. '1; phase difference between phase angles of transient components, means to compare · / ·; 25 amplitudes of said zero voltage transient component to a preset «· · 1 ·: means for comparing the amplitude of said sum current transient component to a preset value of the set amplitude of said amplitude, means for comparing the step of and means for detecting a breaking earth fault occurring in the power distribution network under consideration, 1 ··. when the amplitudes of the zero voltage and the sum current transient components exceed '·', the respective amplitude setpoints and the phase difference between the phase angles of said zero voltage and sum current transient components are within a predetermined setpoint range.

» · t · • I » · 5 115488»· T · • I» · 5 115488

Keksinnön olennainen ajatus on, että sähkönjakeluverkossa esiintyvä katkeileva maasulku tunnistetaan siten, että muodostetaan mainitun sähkönjakeluverkon nollajännite ja johtolähdön vaihevirtojen summavirtajohtoläh-dön alussa ja suodatetaan mainittuja nollajännitettä ja summavirtaa siten, että 5 suodatetut nollajännite ja summavirta käsittävät olennaisesti ainoastaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän transienttikomponentin. Edelleen olennaisen ajatuksen mukaan määritetään nollajännitteen ja summavirran transienttikom-ponenttien amplitudit ja vaihekulmat ja vaihekulmien välinen ero ainakin yhdellä taajuudella ja verrataan määritettyjä nollajännitteen ja summavirran tran-10 sienttikomponenttien amplitudeja ja vaihekulmien erotusta ennalta asetettuihin vastaaviin asetusarvoihin, ja mainittujen nollajännitteen ja summavirran tran-sienttikomponenttien amplitudien ylittäessä vastaavat amplitudien asetusarvot ja mainittujen nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien vaihe-kulmien välisen vaihe-eron ollessa ennalta asetellulla asetusarvoalueella tun-15 nistetaan katkeilevan maasulun esiintyvän tarkasteltavassa sähkönjakeluverkossa. Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan ratkaisua käytetään tunnistamaan katkeilevan maasulun esiintyminen sillä johtolähdöllä, jonka summavirran transienttikomponentin amplitudi ja vaihekulma on määritetty, jolloin nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien vaihekulmien välisen 20 vaihe-eron asetusarvoalueena käytetään kulma-aluetta <pb ± Δφ, missä <pb on -90 astetta ja Δφ on esimerkiksi 80 astetta. Keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaan havaittaessa katkeilevan maasulun esiintyvän tarkastelta-, valla johtolähdöllä ohjataan kyseisen johtolähdön katkaisija auki jakeluverkon '·; suojaamiseksi katkeilevan maasulun vaikutukselta. Keksinnön erään kolman- I I Ϊ *··; 25 nen sovellutusmuodon mukaan ratkaisua käytetään tunnistamaan katkeilevan : maasulun esiintyminen tarkasteltavaan johtolähtöön nähden johtolähdön taus- ",v: taverkossa, jolloin nollajännitteen ja summavirran transienttikomponenttien vai- hekulmien välisen vaihe-eron asetusarvoalueena käytetään kulma-aluetta -<pb : ± Δφ, missä cpb on -90 astetta ja Δφ on esimerkiksi 80 astetta.An essential idea of the invention is that the interrupting earth fault in the power distribution network is detected by generating a zero voltage and a transient phase current of the said power distribution network at the beginning of the sum current line output, and filtering said zero voltage and sum current only Further, the essential idea is to determine the amplitudes and phase angles and the difference between phase angles of the transient components of the zero voltage and sum current at at least one frequency, and comparing the determined amplitudes of the corresponding amplitude setpoints, and with a phase difference between said phase voltage angles of said zero voltage and sum current transient components, within a preset setpoint range, a breaking earth fault is detected in the power distribution network under consideration. According to an embodiment of the invention, the solution is used to detect the occurrence of a breaking earth fault at the line output whose amplitude and phase angle of the sum current transient component is determined, wherein the setpoint range and Δφ is, for example, 80 degrees. According to another embodiment of the invention, when a breaking earth fault is detected at the current line output, the circuit breaker of that line is controlled to open the distribution network '·; to protect against the impact of a breaking earth fault. A third I I Ϊ * ··; According to 25 embodiments, the solution is used to detect the occurrence of a breaking: earth fault with respect to the wiring output under consideration in the wake output background, "v: in the network, wherein the phase difference between the phase angles between zero voltage and sum current transient -90 degrees and Δφ is, for example, 80 degrees.

t i It i I

30 Keksinnön etuna on, päätös katkeilevan maasulun tunnistamisesta .·, tehdään katkeilevan maasulun aiheuttaman transienttimaisen summavirta- t > ’··] pulssin ja nollajännitteen muutoksen amplitudien ja vaihekulmien perusteella T transientille ominaisella ainakin yhdellä taajuudella. Tällöin voidaan välttää ny- .*·: kyisin käytössä olevassa ratkaisussa erityisesti jakeluverkon perustaajuisen 35 taajuuskomponentin vaihekulman luotettavuuteen liittyvät ongelmat, jotka ai-, ,·. heutuvat transientista, koska syntynyttä ilmiötä tarkastellaan sille ominaisella > I » 6 115488 t taajuudella. Ratkaisun mukaan saadaan luotettavasti määritettyä sekä nolla-jännitteessä että summavirrassa esiintyvien transienttien amplitudit ja vaihe-kulmat. Transienttien amplitudien perusteella voidaan määrittää, että kysymys todella on maasulun aiheuttamasta viasta ja vaihekulmien perusteella pysty-5 tään määrittämään vian suunta tarkasteltavan johtolähdön suhteen. Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan käyttää tunnistamaan katkeilevan maasulun esiintyminen joko juuri sillä tarkasteltavalla johtolähdöllä, josta summavirta määritetään tai tunnistamaan katkeilevan maasulun esiintyminen kyseisen johtolähdön taustaverkossa. Ratkaisua voidaan edelleen käyttää katkeilevaan maasulkuun 10 käytettävän luotettavan maasulkusuojauksen toteuttamiseksi.An advantage of the invention is the decision to identify a breaking earth fault ·, based on the amplitudes and phase angles of the transient sum currents> '··] caused by the breaking earth fault, at least one frequency characteristic of the transient. In this case, the problems with the reliability of the phase angle of the basic frequency component 35 of the distribution network, which, ·, erityisesti. are transient, since the phenomenon produced is considered at its characteristic frequency of I 6 48 115488 t. According to the solution, the amplitudes and phase angles of the transients present at both zero voltage and total current can be reliably determined. Based on the amplitudes of the transients, it is possible to determine that the fault is really a fault caused by an earth fault and the phase angles are able to determine the direction of the fault with respect to the lead output under consideration. The solution according to the invention can be used to detect the occurrence of a breaking earth fault either at the particular wiring output under consideration for which the sum current is determined or to detect the occurrence of a breaking earth fault in the background network of that wire. The solution can still be used to provide reliable earth-fault protection for breaking earth 10.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti ja esimerkinomaisesti yksivaiheista maasulkua kompensoidussa sähkönjakeluverkossa, 15 kuvio 2 esittää kaavamaisesti kompensoidun sähkönjakeluverkon si- jaiskytkentää maasulun aikana, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista laitteistoa, kuviot 4, 6, 7, 9, 10, 12 ja 14 esittävät esimerkinomaisesti viallisen johtolähdön summavirtaa keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheissa, 20 kuviot 5, 8, 11, 13 ja 15 esittävät esimerkinomaisesti sähkönjakelu- verkon nollajännitettä keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheissa, . .·, kuvio 16 esittää esimerkinomaisesti jakeluverkon nollajännitteen ja • · * "j, viallisen johtolähdön summavirran vaihe-eroa katkeilevan maasulkuvian vika- pulssin aikana, ; 25 kuviot 17a, 17b, 17c, 17d ja 17e esittävät esimerkinomaisesti kek- * ‘ sinnön mukaisen menetelmän toimintaa tarkasteltuna viallisen johtolähdön : V suhteen, • · · kuviot 18, 19, 20 ja 21 esittävät esimerkinomaisesti vikaantumat-toman johtolähdön summavirtaa keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheis- ' 30 sa, i · * /··; kuvio 22 esittää esimerkinomaisesti jakeluverkon nollajännitteen ja .· . vikaantumattoman johtolähdön summavirran vaihe-eroa katkeilevan maasulku-The invention will be explained in more detail in the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically and exemplarily shows a single-phase earth fault in a compensated power distribution network; Figures 5, 8, 11, 13 and 15 illustrate, by way of example, the zero voltage of a power distribution network at various stages of the method of the invention,. ., FIG. 16 illustrates, by way of example, a method of the invention according to the invention, the phase difference between the zero voltage of the distribution network and the total current of the defective line output during the breaking earth fault fault pulse; FIGS. 17a, 17b, 17c, 17d and 17e. Figures 18, 19, 20 and 21 show, by way of example, the total current of a faultless line output in the various stages of the method of the invention, i · * / ··; Figure 22 illustrates, by way of example, a zero voltage and ·. The phase-to-earth fault interruption of the total current of the fault-free output

• I• I

• # ’ · vian vikapulssin aikana ja kuviot 23a, 23b, 23c, 23d ja 23e esittävät esimerkinomaisesti kek- :*: 35 sinnön mukaisen menetelmän toimintaa tarkasteltuna vikaantumattoman johto- lähdön suhteen.# '· Fault during fault pulse and Figures 23a, 23b, 23c, 23d and 23e illustrate, by way of example, the operation of the method according to the invention: 35 with respect to a faultless output.

t It I

i 7 1154887115488

Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.In the figures, the invention is illustrated in simplified form. Like parts are denoted by like reference numerals in the figures.

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä sähkönjakeluverkkoa sekä sii-5 nä tapahtuvaa yksivaiheista maasulkua. Kuvion 1 mukaisessa sähkönjakelu-verkossa on kaksi kolmivaiheista johtolähtöä, johtolähtö 1 ja johtolähtö 2. Joh-tolähdöt 1 ja 2 lähtevät katkoviivalla esitetyn sähköaseman 3 kiskostosta 4, joka on yhdistetty sähköaseman 3 päämuuntajaan 5. Verkon kolme eri vaihetta on merkitty merkinnöillä R, S ja T. Kuvion 1 mukaisessa jakeluverkossa kum-10 mankin johtolähdön alussa on katkaisijat 6, jotka avaamalla voidaan estää tehon syöttäminen kyseiseen johtolähtöön esimerkiksi kyseisessä johtolähdössä esiintyvän vian aikana. Katkaisijan 6 avautumista ja sulkeutumista ohjataan suojareleillä 7, jotka verkossa vallitsevan jännitteen ja johtolähdöissä kulkevan virran mittauksien perusteella tarkkailee verkon tilaa ja epänormaalin tilanteen 15 ilmaantuessa tarvittaessa antaa ohjauskäskyn katkaisijan 6 avaamiseksi.Figure 1 schematically illustrates an electricity distribution network and a single-phase earth fault therefrom. The power distribution network of Figure 1 has two three-phase wiring outputs, wiring output 1 and wiring output 2. Wiring outputs 1 and 2 start from dashed substation 3 of substation 3 connected to main transformer 5 of substation 3, denoted by R, S and T. In the distribution network of Fig. 1, at the beginning of each mankind line outlet there are circuit breakers 6 which, when opened, prevent power supply to that line outlet, for example during a fault in that line outlet. The opening and closing of the circuit breaker 6 is controlled by protective relays 7 which, based on the measurements of the voltage in the network and the current flowing at the line outputs, monitor the state of the network and, if an abnormal situation 15 occurs.

! Kuvion 1 mukaisessa sähkönjakeluverkossa on päämuuntajan 5 toi- siokäämityksen tähtipisteeseen eli verkon tähtipisteeseen kytketty kompen-sointikuristin 9, jonka induktanssi on U jonka tehtävänä on kompensoida verkossa maasulun aikana syntyvä kapasitiivinen perustaajuinen maasulku virta. 20 Kuviossa 1 esitetty jakeluverkko on siten kompensoitu eli sammutettu verkko, tarkoittaen sitä, että verkolla on normaalisti yhteys maahan verkon maaka-. .· pasianssien Co lisäksi myös päämuuntajan 5 tähtipisteen kautta. Kuviossa 1 on edelleen esitetty verkon tähtipisteeseen kompensointikuristimen 9 rinnalle kytketty lisäkuormitusvastus 10, jonka resistanssi on R|. Lisäkuormitusvastuk- • * ; 25 sen 10 tehtävänä on kasvattaa maasulun aikana syntyvän maasulkuvirran pä- ' tökomponenttia maasulun havaitsemisen helpottamiseksi. Lisäkuormitusvastus • · · : : 10 kytketään päälle tyypillisesti vasta silloin, kun vika ei ole poistunut kompen- • ·» soinnin ansiosta.! The power distribution network of Fig. 1 has a compensation inductor 9 connected to a secondary winding point of the main transformer 5, the network star point, whose inductance is U, which serves to compensate for the capacitive ground frequency current generated during the earth fault. The distribution network shown in Figure 1 is thus a compensated, or shut down, network, meaning that the network normally has a connection to the ground of the network. · Solitaire Co through 5 star transformer points. Fig. 1 further shows an additional load resistor 10 connected to a star point of the network alongside the compensation choke 9 with a resistance R 1. Overload resistors • *; Its function 10 is to increase the earthquake current component of the earth fault current to facilitate the detection of the earth fault. Overload resistor • · ·:: 10 is typically only switched on when the fault has not been remedied by • · »compensation.

Normaalissa käyttötilanteessa verkon maakapasitanssit Co ovat , 30 keskenään samansuuruisia, joten verkon sanotaan olevan symmetrinen maa- li» * ; ; hän nähden. Symmetrisen verkon tähtipisteen ja maan välinen jännite eli nolla- / . jännite on joka hetki nolla. Samoin verkon maakapasitanssien Co kautta kulke- ; ·’ vien verkon varausvirtojen summa on nolla. Yksivaiheisen maasulun tapahtu essa, eli vaihejohtimen joutuessa joko suoraan tai vikaimpedanssin kautta joh-35 tavaan yhteyteen maan kanssa, pienenee viallisen vaiheen jännite samalla kun vikaantumattomien vaiheiden jännitteet kasvavat. Tämän jännite-epäsym- 8 115488 metrian seurauksena verkon varausvirtojen summa poikkeaa nollasta muodostaen vikapaikan kautta maahan kulkevan maasulku- eli vikavirran If. Tällöin verkon tähtipisteen ja maan välille syntyy tähtipiste- eli nollajännite Uo. Tämä jännite on sama, minkä maasulkuvirta If synnyttää kulkiessaan maakapasitans-5 sien C0 kautta.Under normal operating conditions, the ground capacitances Co of the network are equal to 30, so that the network is said to be a symmetric paint »*; ; to her. The voltage between the star point of the symmetric network and the earth, ie zero /. the voltage is zero every minute. Similarly, the network of ground capacitance Co through the transmission; · The sum of the network charging currents is zero. In the case of a single-phase earth fault, that is, when the phase conductor contacts the earth either directly or via a fault impedance, the voltage of the faulty phase decreases while the voltages of the non-fault phases increase. As a result of this voltage asymmetry, the sum of the charge currents in the network deviates from zero, forming an earth-fault or fault current, If, through the fault location. Then a star point or zero voltage Uo is created between the star point of the network and the earth. This voltage is the same as the earth-fault current If generates when traveling through ground capacitances C0.

Kuviossa 1 on esitetty kompensoidun verkon yksivaiheisessa maa-sulussa syntyvä kapasitiivinen maasulkuvirta lc ja nollajännite Uo, kun johtoläh-dön 2 vaihe T joutuu johtavaan yhteyteen maan kanssa vikavastuksen Rf kautta. Kapasitiivisen maasulkuvirran lc kulkua verkossa on kuviossa 1 esimer-10 kinomaisesti esitetty nuolilla B. Vikavastuksen Rf resistanssi on viallisen vaihe-johtimen ja johtavan maan välinen kokonaisresistanssi. Kapasitanssi Co on i kolmivaiheverkon yhden vaiheen maakapasitanssi. Maasulun aikana vikavastuksen Rf kautta maahan kulkeva virta lähtee maassa sekä kuormituksen että syöttävän verkon suuntaan. Maassa kulkeva virta eli maavirta on suurimmil-15 laan vikakohdassa. Maavirta pienenee johtolähtöjen päihin päin mentäessä virran noustessa maakapasitanssien Co kautta vikaantumattomiin vaiheisiin siten, että johtolähtöjen päissä maavirta on nolla. Vikaantumattomien vaiheiden varausvirrat kiertävän muuntajien kautta vialliseen vaiheeseen ja edelleen : vikakohtaan. Täten koko galvaanisesti yhteenkytketty verkko osallistuu maa- ! 20 sulkuvirran If syöttämiseen. Maasulun aikana nollajännite Uo aiheuttaa kom- pensointikuristimeen 10 kapasitiiviselle maasulkuvirralle lc vastakkaisen induktiivisen virran li, joka pyrkii kompensoimaan vikapaikassa kulkevan maasulku-; virran. Sammutettu verkko on täysin kompensoitu, kun kuristimen induktiivinen reaktanssi vastaa verkon kapasitiivista reaktanssia verkon käyttötaajuudella. 25 Kompensoidun verkon maasulussa suurin osa maasulkuvirrasta kulkee kom-I pensointikuristimen 9 kautta ja vikapaikan kautta kulkee ainoastaan niin sanot- ... tu maasulkuvirran jäännösvirtakomponentti, joka muodostuu kompensointiku- • · * : ristimen 9 epätarkan virityksen aiheuttamasta induktiivisesta tai kapasitiivisesta • * *···* loisvirrasta, kuristimen ja verkon häviöiden aiheuttamasta pätövirrasta sekä 30 kuristimen kyllästymisestä aiheutuvista virran yliaalloista. Maasulkuvirran jään- : nösvirtakomponentti on maakapasitanssien kautta vikaantumattomiin vaiheisiin : nousevan virran lc, kompensointikuristimen 9 induktiivisen virran !i ja lisäkuor- ; mitusvastuksen kautta kulkevan pätövirran lr summa eli If = lc + ii + ir, missä » »* alaviiva tarkoittaa vektorisummaa. Kuviossa 2 on vielä esitetty kaavamaisesti Ί' 35 kompensoidun verkon maasulkupiirin sijaiskytkentä, missä verkon vaihejänniteFig. 1 shows a capacitive earth leakage current 1c and a zero voltage Uo generated in a single-phase earth fault in a compensated network when phase T of line output 2 is conductive to ground through a fault resistor Rf. The flow of capacitive earth leakage current 1c in the network is exemplarily illustrated by arrows B in Figure 1. The resistance of the fault resistor Rf is the total resistance between the faulty phase conductor and the ground. Capacitance Co is the one-phase earth capacitance of a three-phase network. During an earth fault, the current through ground fault resistor Rf is discharged to the ground in the direction of both the load and the supply network. The ground current, or ground current, is at the fault of a maximum of 15 vals. The ground current decreases as it reaches the ends of the line outputs, and as the current flows through the earth capacitances Co to non-faulted phases so that the earth current at the ends of the line outputs is zero. Non-fault phase charge currents through circulating transformers to the faulty phase and further to the fault location. Thus, the entire galvanically interconnected network participates in the earth! 20 for closing current If. During an earth fault, a zero voltage Uo causes a compensating inductor 10 opposite to the capacitive earth current 1c in the compensation choke 10 to compensate for the earth fault in the fault location; current. The switched-off network is fully compensated when the inductive reactance of the choke corresponds to the capacitive reactance of the network at the operating frequency of the network. 25 In a compensated network earth fault, most of the earth fault current passes through the com-I compensation choke 9 and only the so-called residual earth fault current component of the earth fault current, • · *: inductive or capacitive · * · * Reactive current, active current caused by choke and mains losses, and current harmonics due to saturation of 30 chokes. The residual current component of the earth-fault current is through earth capacitances to fault-free phases: rising current 1c, inductive current 1 of compensating choke 9 and auxiliary load; the sum of the effective current lr through the multiplication resistor, i.e. If = lc + ii + ir, where »» * the underscore represents the vector sum. Fig. 2 schematically further illustrates the substitution of a Ί '35 compensated network earth circuit, where the phase voltage of the network

Uv vastaa alan ammattimiehelle sinänsä tunnetun Theveninin teoreeman mu- • * 9 115488 kaista jännitelähdettä 11. Kompensoiduissa verkoissa voidaan käyttää myös osittaista kompensointia, jolloin ainoastaan osa kapasitiivisesta maasulkuvir-rasta pyritään kompensoimaan kompensointikuristimen 9 avulla.Uv corresponds to a voltage source 11 according to Thevenin's theorem, known per se to the skilled artisan. * Compensated networks may also use partial compensation, whereby only a portion of the capacitive earth-fault current is attempted to be compensated by means of a compensation choke 9.

Maasulku ilmiönä on perusperiaatteiltaan alan ammattimiehelle si-5 nänsä tunnettu, joten sitä ei tämä selityksen yhteydessä käsitellä tarkemmin. Maasulkua ilmiönä on tarkasteltu tarkemmin esimerkiksi teoksessa Lakervi, E. & Holmes, E. J., Electricity distribution network design, London, United Kingdom, Peter Peregrinus Ltd., 1989, 320 s.Earth-fault phenomenon is inherently known to one of ordinary skill in the art, so it will not be discussed further in this specification. Grounding as a phenomenon is discussed in more detail in, for example, Lakervi, E. & Holmes, E.J., Peter Peregrinus Ltd., Electricity Distribution Network Design, London, United Kingdom, 1989, 320 pages.

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti laitteistotasolla eräs ratkaisu 10 katkeilevan maasulun tunnistamiseksi perustuen maasulun alussa esiintyvälle muutosilmiölle ominaisiin varaus- tai purkaustransientteihin. Maasulku aiheuttaa sähköverkossa muutosilmiön, jossa viallisen vaiheen jännite laskee ja sen maakapasitanssit Co purkautuvat ja aiheuttavat purkaustransientin. Samanaikaisesti vikaantumattomien vaiheiden jännitteet nousevat ja niiden maakapasi-15 tanssit Co varautuvat aiheuttaen varaustransientin. Purkaustransientin aikana viallisen vaiheen maakapasitansseissa C0 oleva varaus purkautuu värähdel-leen maasulkukohdan ja johtolähdön päiden välillä. Purkaustransientin taajuus vaihtelee 500 Hz:stä kymmeniin kiloherzeihin saakka. Teoriassa purkaustransientin amplitudi voi olla hyvinkin suuri, mutta käytännössä se vaimenee nope-20 asti johtimien resistanssin ja virranahtoilmiön sekä vikavastuksen Rf ja maan resistanssin vaikutuksesta. Varaustransientin aikana vikaantumattomien vaiheiden maakapasitanssit varautuvat. Varaustransientin taajuus voi teoriassa : : olla jopa 6 kHz, mutta käytännössä varaustransientin taajuus on 100 - 1200 t · * . | Hz, sillä transientin taajuus vaimenee, koska suurin osa varausvirrasta kulkee i 25 sähköverkon päämuuntajan käämityksen kautta. Maasulun tapahtuessa vaihe- • · * jännitteen huippukohdassa voi vikaantumattoman vaiheen jännite olla jopa 2,5- • · kertainen verrattuna vaihejännitteen huippuarvoon ennen maasulkua. Vastaa- • · · vasti vikavirran transientin amplitudi voi olla jopa 10 - 20-kertainen perustaajui- • · *··* sen vikavirran amplitudiin verrattuna.Figure 3 schematically shows at hardware level one solution 10 for detecting a breaking earth fault based on the charge or discharge transients characteristic of the change phenomenon occurring at the beginning of the earth fault. An earth fault causes a change in the electrical network in which the voltage of the faulty phase drops and its earth capacitances Co are discharged and cause a discharge transient. At the same time, the voltages of the failing phases rise and their earth-capacitance dances Co become charged, causing a charge transient. During the discharge transient, the charge in the earth capacitances C0 of the faulty phase is discharged oscillating between the earth fault and the conductor output ends. The discharge transient frequency ranges from 500 Hz to tens of kilohertz. Theoretically, the amplitude of the discharge transient may be very large, but in practice it is attenuated up to 20 by the effect of the conductor resistance and the current fluctuation, as well as the fault resistor Rf and ground resistance. During the charge transient, the earth capacitances of the non-faulting phases are prepared. The charge transient frequency can theoretically: be up to 6 kHz, but in practice the charge transient frequency is 100 - 1200 t · *. | Hz, as the transient frequency is attenuated because most of the charge current flows through the winding of the main transformer. When an earth fault occurs, the • • * peak of the phase voltage can be up to 2.5- · times the faultless phase voltage compared to the peak phase voltage before the earth fault. Correspondingly, the amplitude of the transient of the fault current can be up to 10-20 times the amplitude of the base frequency of the fault current.

30 Ratkaisu katkeilevan maasulkuvian tunnistamiseksi perustuu sähkö- : verkon nollajännitteessä Uo ja johtolähdön summavirrassa ISum esiintyviin va- raus- tai purkaustransientteihin. Nollajännite Uo voidaan muodostaa esimerkiksi : si laskemalla laskentaelimessä 14 jänniteantureilla 12 tai jännitesensoreilla 12 > · · mitattujen vaihejännitteiden Ur, Us ja Ur hetkellisarvojen keskiarvo sinänsä T 35 tunnetulla tavalla. Vaihtoehtoisesti nollajännite U0 voidaan myös suoraan mita- ta yhtäaikaisesti kaikkien vaiheiden jännitettä mittaavalla anturilla tai sensorilla.30 The solution for detecting an intermittent earth fault is based on the charge or discharge transients in the mains zero voltage Uo and the line output total current ISum. For example, the zero voltage U0 may be formed by: calculating in the calculator 14 the average of the instantaneous values of the phase voltages Ur, Us and Ur measured by the voltage sensors 12 or by the voltage sensors 12 in a manner known per se. Alternatively, the zero voltage U0 may also be directly measured simultaneously by a voltage sensor or sensor measuring all phases.

i 10 11548810 115488

Summavirta Isum saadaan vastaavalla tavalla laskemalla laskentaelimessä 14’ virta-antureilla 13 tai virtasensoreilla 13 mitattujen vaihevirtojen lR, ls ja Ιχ het-kellisarvojen summa sinänsä tunnetulla tavalla. Vaihtoehtoisesti myös summavirta Isum voidaan myös suoraan mitata yhtäaikaisesti kaikkien vaiheiden 5 virtaa mittaavalla anturilla tai sensorilla.Similarly, the sum current Isum is obtained by calculating in the calculator 14 'the sum of the instantaneous values of the phase currents lR, ls and Ιχ measured by the current sensors 13 or the current sensors 13 in a manner known per se. Alternatively, the total current Isum can also be directly measured simultaneously with a current sensor or sensor measuring all 5 steps.

Nollajännitteen Uo ja summavirran Isum muodostamisen jälkeen kyseiset suureet tai signaalit suodatetaan kaistanpäästösuotimella 15, jonka päästökaista on suunniteltu siten, että se säilyttää suodatettavasta signaalista ne taajuuskomponentit, joiden taajuus on kyseisellä suotimen 15 päästökais-10 talla. Riippuen siitä, käytetäänkö katkeilevan maasulun tunnistamiseen maasulun alussa esiintyvää varaus- vai purkaustransienttia, suotimen 15 päästökaista suunnitellaan asianmukaiselle taajuusalueelle siten, että ainoastaan kyseinen transienttikomponentti säilyy ja sitä matalammat ja korkeammat taajuudet suodattuvat pois. Ennen kaistanpäästösuodatusta transientin takuutta ei tie-15 detä kovin tarkasti, joten suotimen 15 päästökaistan ala- ja ylärajataajuudet valitaan siten, että verkon käyttäytymisen tuntemisen perusteella tiedetään transientin taajuuden olevan kyseisellä taajuusalueella. Transienttitaajuuksia ei ole välttämätöntä tietää ennalta kovinkaan tarkasti vaan pelkkä karkea estimaatti riittää.After generating the zero voltage U0 and the sum current Isum, the quantities or signals in question are filtered by a bandpass filter 15 whose passband is designed to retain from the signal being filtered the frequency components having a frequency at that passband 10 of the filter. Depending on whether the charge or discharge transient at the beginning of the earth fault is used to detect a breaking earth fault, the pass band of the filter 15 is designed in the appropriate frequency range so that only that transient component is retained and lower and higher frequencies are filtered off. Prior to bandpass filtering, the transient warranty is not very well known, so that the low and high cutoff frequencies of the passband of the filter 15 are selected such that, based on knowledge of network behavior, the transient frequency is known to be in that frequency range. It is not necessary to know in advance the transient frequencies, but a rough estimate is sufficient.

20 Kaistanpäästösuodatuksen jälkeen voidaan laskentaelimessä 16 tarkemmin määrittää transientin taajuus ja jaksonaika suodattamattoman summavirran puolikkaan jakson pituuden perusteella. Määritettyä transientin taajuutta ja jaksonaikaa voidaan niin haluttaessa käyttää hyväksi seuraavassa vaiheessa, missä määritetään nollajännitteen U0 ja summavirran Isum transient-: 25 tikomponenttien amplitudi ja vaihekulma FFTillä (Fast Fourier Transform). To- ’ ’ ’ dellisuudessa sekä varaus- että purkaustransientti sisältävät useita eri taajuus- • » .. . komponentteja, mutta käytännössä transientissa on useimmiten vain yksi do- » I · minoiva, kyseiselle verkolle ominainen taajuuskomponentti, jonka vaikutus ' · · ·' transientissa on suurin ja jolla taajuuskomponentilla tämän ratkaisun yhteydes- 30 sä tarkoitetaan transientin taajuutta.After band pass filtering, the calculator 16 can more accurately determine the frequency and period time of the transient based on the half cycle length of the unfiltered total stream. If desired, the determined transient frequency and period time can be utilized in the next step of determining the amplitude and phase angle of the zero voltage U0 and sum current Isum transient: FFT (Fast Fourier Transform) components. To-'' ', both the charge and discharge transients contain a number of different frequencies. components, but in practice the transient usually has only one dominant frequency component characteristic of the network in question, which has the greatest influence on the · · · · transient, and which frequency component in this solution refers to the frequency of the transient.

·.: · Joko suoraan kaistanpäästösuodatuksen jälkeen tai transientin taa- juuden ja jaksonajan määrityksen jälkeen määritetään laskentaelimessä 17 .·] : FFT:tä käyttäen nollajännitteessä Uo ja summavirrassa Isum esiintyvän transi- • · · entin amplitudit A(Uo), A(ISum) ja vaihekulmat <p(U0), <p(Isum). FFT:n laskennas-*:· 35 sa käytetään edullisesti jatkuvaa Fourier-muunnosta. Jatkuvan Fourier-muun- noksen laskentaikkunan pituus voi olla kiinteä mutta tarkemman laskentatulok- • · 11 115488 sen saamiseksi laskentaikkunan pituutena voidaan myös käyttää edellä määritettyä varaustransientin jaksonpituutta. Laskentaikkunan pituudella tarkoitetaan sitä, kuinka montaa signaalin näytepistettä laskennassa kerrallaan käytetään. FFT-laskennassa käytettävä taajuus, jolla tarkoitetaan sitä transientin taajuus-5 komponenttia, jonka amplitudia ja vaihekulmaa määritetään, voi olla kiinteä, ennalta asetettu taajuus, mutta edelleen laskennan tarkkuuden parantamiseksi kyseisenä taajuutena voidaan käyttää edellä määritettyä tarkkaa transientin taajuutta. Laskennassa niin haluttaessa käytettävä kiinteä taajuus määräytyy mittaussignaalien näytteenotossa käytössä olevasta suojareleen näytteenotto-10 taajuudesta sekä FFT:n laskentaan käytettävien laskentapisteiden lukumäärästä. Katkeilevan maasulun tunnistuksen perustuessa varaustransienttiin käytettävä näytteenottotaajuus on edullisesti vähintään 4 kHz, ja purkaustransient-tia käytettäessä näytteenottotaajuus on edullisesti vähintään 10 kHz. Selvyyden vuoksi kuviossa 3 ei ole esitetty mittaussignaalien näytteenottoelintä, jon-i 15 ka toiminta on sinänsä tunnettua.·: · Either directly after band pass filtering or after determining the transient frequency and period time, the amplitudes A (Uo), A (ISum) of the transient in the zero voltage Uo and in the summum current Isum are determined by FFT. and phase angles <p (U0), <p (Isum). The FFT computation at - 35 preferably uses a continuous Fourier transform. The length of the counting window of the continuous Fourier transform may be fixed, but to obtain a more accurate calculation result, the length of the charge transient as defined above may also be used as the length of the counting window. The length of the counting window refers to how many sample points of the signal are used in the counting at a time. The frequency used in the FFT calculation, which refers to the transient frequency component 5 whose amplitude and phase angle are determined, may be a fixed, predetermined frequency, but to further improve the accuracy of the calculation, the exact transient frequency as defined above may be used. If so desired, the fixed frequency used in the calculation is determined by the sampling frequency of the protection relay used in sampling signal measurement and the number of reference points used for FFT calculation. Based on the detection of a breaking earth fault, the sampling frequency used for the charge transient is preferably at least 4 kHz, and when the discharge transient is used, the sampling frequency is preferably at least 10 kHz. For the sake of clarity, Figure 3 does not show a sampling means for measuring signals, the operation of which is known per se.

Katkeilevan maasulun tunnistaminen tarkasteltavalla johtolähdöllä esiintyväksi, kuvion 1 tapauksessa johtolähdöllä 2 esiintyväksi toteutuu silloin, kun verkon nollajännitteen U0 transientin amplitudi A(U0) ylittää aseteltavan asetusarvon Uoumit , johtolähdön 2 summavirran Isum transientin amplitudi 20 A(Isum) ylittää aseteltavan asetusarvon Isumlimit ja nollajännitteen U0 ja summa-virran Isum transienttien vaihekulmien <p(Uo), cp(Isum) vaihekulmaero A(cp(Uo), (P(Isum)) on ennalta asetellussa kulma-alueessa. Viallisen johtolähdön tapauk-; sessa tämä kulma-alue on <pb ± Δφ, missä <pb on -90 astetta ja Δφ on esimer- kiksi 80 astetta. Δφ.η arvo voi kuitenkin vaihdella esimerkiksi välillä 70 - 90 as-25 tetta. Näiden ehtojen pitää siis täyttyä, että katkeilevan maasulkuvian todetaan • · » ' * * ! esiintyvän tarkasteltavalla johtolähdöllä. Tämä vertailu voidaan toteuttaa vertai- , lu- ja päätteiyelimessä 18, jossa samalla voidaan määrittää nollajännitteen ja • · · : ·’ summavirran transienttien vaihekulmien erotus. Nollajännitteen Uo transientin amplitudin A(Uo) asetusarvo Uolimit ja johtolähdön 2 summavirran Isum tran-30 sieniin amplitudin A(ISum) asetusarvo Isumlimit asetellaan aina verkon käyttöti-;,· · lanteen mukaan, koska amplitudeihin vaikuttavat muun muassa verkon kapasi- tiivinen maasulkuvirta, päämuuntaja, vikakohdan sijainti verkossa, vaihejännit-/ . teen hetkellisarvo vian syntyessä sekä vikavastuksen suuruus.Identification of a breaking earth fault occurring at the wiring output under consideration, in the case of wiring output 2 in FIG. the phase angle difference A (cp (U0), (P (Isum)) of the phase angles Δp (U0), cp (Isum) of the sum current Isum transients is within a predetermined angle range. In the case of a faulty line output, this angle range is <pb ± Δφ, where <pb is -90 degrees, and Δφ, for example, is 80 degrees, however, the value of Δφ.η may vary, for example, from 70 to 90 degrees -25 degrees, so these conditions must be met for a breaking earth fault to be detected. This comparison can be made in the comparator, the read and the terminal element 18, where difference between phase angles of zero voltage and • · ·: · 'sum current transients. Setpoint for Transient Amplitude A (Uo) of Zero Voltage Uools and Setpoint Amplitude A (ISum) for Line 2 to Isum tran-30 mushrooms are always set according to network usage ;, · · as amplitudes are affected by, for example, capacitive earth fault current, , fault location on the network, phase voltages /. the instantaneous value of the fault at fault and the magnitude of the fault resistor.

• i I• i I

Katkeileva maasulku voidaan minimissään tunnistaa tarkasteltavalla • » ;·* 35 johtolähdöllä esiintyväksi jo yhden vikapulssin tai vikapiikin perusteella, jonka : vikapulssin nollajännitteen Uo ja summavirran Isum transienttien amplitudit ja • · 12 115488 i vaihekulmat täyttävät edellä esitetyt ehdot. Koska edellä esitetty tilanne esiintyy myös silloin, kun verkkoon syntyy pieni-impedanssinen jatkuva tai pysyvä maasulku, lopullinen päätös katkeilevan maasulun tunnistamiseksi tarkasteltavalla lähdöllä esiintyväksi voidaan perustaa siihen, että mainittuja yksittäisiä 5 tunnistuksia toteutuu vähintään ennalta aseteltu lukumäärä, esimerkiksi kolme kappaletta, siten, että yksittäisten tunnistusten välillä kuluva aika on lyhyempi kuin aseteltava palautumisaika tunnistusten välillä. Johtolähdöllä esiintyvästä katkeilevasta maasulusta johtuvien tunnistettujen vikapulssien laskentaan voidaan esimerkiksi käyttää laukaisuelintä 19.As a minimum, a breaking earth fault can be identified as occurring at one of the 35 output outputs under consideration by a single fault pulse or fault peak having: the amplitudes of the fault pulse zero voltage U0 and the sum current Isum transients and the phase angles. Since the above situation also occurs when a low-impedance continuous or permanent earth fault occurs in the network, the final decision to identify a breaking earth fault at the output under consideration may be based on at least a predetermined number of said individual 5 identifications, e.g. the time between recognitions is shorter than the adjustable recovery time between recognitions. For example, a trip element 19 may be used to calculate the identified fault pulses due to a breakdown earth fault at the wiring output.

10 Ratkaisua voidaan tunnistamisen lisäksi edelleen myös käyttää maasulkusuojaukseen, missä suojareleellä 7 annetun ohjauskäskyn CTL pe-j rusteella ohjataan viallisen johtolähdön katkaisija auki. Koska katkaisijan au- kiohjaaminen aiheuttaa aina tehonsyötön katkeamisen kyseiseen verkon osaan, kyseisellä johtolähdöllä esiintyvästä katkeilevasta maasulusta on edul-15 lista saada enemmän kuin yksi tunnistus, esimerkiksi edellä mainitut kolme tunnistusta, ennen kuin viallisen johtolähdön katkaisija avataan.In addition to the identification, the solution can also be used for earth-fault protection, where the control command given by the protection relay 7 is used to control the faulty line output circuit breaker open. Since breaking the circuit breaker always causes the power supply to that part of the network to be interrupted, it is preferable to obtain more than one identification of the interrupted earth fault on that line output, for example the three above mentioned detections, before opening the broken line breaker.

Kuvion 3 mukainen laitteisto toteutetaan käytännössä sähkönjakelu-verkon suojareleenä 7, minkä vuoksi kyseiset kuvion 3 osat on ympäröity suo-jarelettä 7 kuvaavalla katkoviivalla. Tällöin kuviossa 3 esitetyt osat ja toiminnot 20 toteutetaan käytännössä suojareleessä olevalla yhdellä tai useammalla mikro-tai signaaliprosessorilla, missä kaikki laskentaa tarvitsevat toiminnot toteutetaan edullisesti prosessorin suorittaman ohjelmiston avulla.The apparatus of Fig. 3 is implemented in practice as a protective relay 7 for the power distribution network, and therefore, the parts of Fig. 3 are surrounded by a dashed line representing the protective relay 7. In this case, the parts and functions 20 shown in Fig. 3 are practically implemented by one or more microprocessor or signal processors in the protection relay, where all the functions requiring computation are preferably implemented by software executed by the processor.

Ratkaisun ansiosta saadaan luotettava katkeilevan maasulun tunnistaminen, koska katkeilevassa maasulussa syntynyttä ilmiötä tarkastellaan ja 25 sen tunnussuureita, amplitudia ja vaihekulmaa, tarkastellaan sille ominaisella '' taajuusalueella. Ratkaisun ansiosta pystytään edelleen toteuttamaan nopea ja luotettava maasulkusuojaus katkeilevan maasulun varalta ja edelleen edesaut- • > t • f tamaan vian syyn helpompaa löytymistä oikean vikasuunnan määrityksen pe- *·>*' rusteella. Erityisesti varaustransienttiin perustuva ratkaisu on käyttökelpoinen 30 jo hyvinkin alhaisilla, noin 4 kHz:n näytteenottotaajuuksilla ja tarvittava lasken-·,· · takapasiteettikin on hyvin kohtuullinen.The solution provides reliable detection of a breaking earth fault by observing the phenomenon generated by a breaking earth fault and examining its characteristic magnitudes and phase angles within its characteristic frequency range. Thanks to this solution, fast and reliable earth-fault protection can still be realized and further help finding the cause of the fault on the basis of the correct fault direction * ·> * '. In particular, the charge-transient solution is usable at 30 already very low sampling frequencies of about 4 kHz and the computing power required is also very reasonable.

:' ” : Verkon nollajännitteen Uo ja vikaantumattoman johtolähdön, kuvion ,·*, : 1 esimerkkitapauksessa johtolähdön 1 summavirran Isum perusteella voidaan: '': Based on the net zero voltage Uo of the network and the faultless output line, · *,: 1 in the example case,

• »I• »I

;.. ’ vastaavalla tavalla tunnistaa katkeilevan maasulun esiintyminen jollakin toisella ’ ·: * * 35 johtolähdöllä kuin tarkasteltavalla johtolähdöllä, eli jossakin galvaanisesti yh- teenkytketyn taustaverkon alueella. Vikaantumatonta johtolähtöä tarkastel- 13 115488 taessa katkeileva maasulku tunnistetaan jollakin muulla johtolähdöllä olevaksi silloin, kun nollajännitteen Uo transientin amplitudi A(Uo) ylittää aseteltavan asetusarvon Uolimit, summavirran Isum transientin amplitudi A(Isum) ylittää aseteltavan asetusarvon Isumlimit ja nollajännitteen Uo ja summavirran Isum tran-5 sienttien vaihekulmien q>(Uo), cp(Isum) vaihekulmaero Δ(φ(υο), <p(Isum)) on ennalta asetellussa kulma-alueessa. Vikaantumattoman johtolähdön tapauksessa tämä kulma-alue on -<pb ± Δφ, missä (pb on -90 astetta ja Δφ on esimerkiksi 80 astetta. Δφ:η arvo voi kuitenkin vaihdella esimerkiksi välillä 70 - 90 astetta.; .. 'similarly identifies the occurrence of an intermittent earth fault with another' ·: * * 35 wiring outlet than the considered wiring output, i.e., within a galvanically interconnected backbone area. 13 115488, a breaking earth fault is identified as being present at another line output when the amplitude A (Uo) of the transient zero voltage Uo exceeds the setpoint Uolimit, the amplitude of the transient Isum transient zero (Isum) and the setpoint U ismax 5 the phase angle difference Δ (φ (υο), <p (Isum)) of the phase angles q> (Uo), cp (Isum) of the sents is within a predetermined angle range. For a fault-free output, this angle range is - <pb ± Δφ, where (pb is -90 degrees and Δφ is, for example, 80 degrees. However, the value of Δφ: η may vary, for example, between 70 and 90 degrees.

10 Myös vikaantumatonta lähtöä tarkasteltaessa voidaan katkeileva maasulku tunnistaa taustaverkossa esiintyväksi minimissään jo yhden vika-pulssin tai vikapiikin perusteella, jonka vikapulssin nollajännitteen Uo ja summavirran Isum transienttien amplitudit ja vaihekulmat täyttävät edellä esitetyt ehdot. Myös tässä tapauksessa lopullinen päätös katkeilevan maasulun tunnis-! 15 tamiseksi taustaverkossa esiintyväksi voidaan perustaa siihen, että mainittuja yksittäisiä tunnistuksia toteutuu vähintään ennalta aseteltu lukumäärä, esimerkiksi kolme kappaletta, siten, että yksittäisten tunnistusten välillä kuluva aika on lyhyempi kuin aseteltava palautumisaika tunnistusten välillä.10 Even when considering a fault-free output, a breaking earth fault can be identified as occurring in the backbone network by a minimum of one fault pulse or fault peak having transient amplitudes and phase angles of zero voltage U0 and sum current Isum. In this case too, the final decision is to identify the breaking earth fault! In order to make it appear in the background network, it can be based on the fact that said individual identifications are executed at least a predetermined number, for example three, such that the time between the individual identifications is shorter than the adjustable recovery time between the identifications.

Katkeilevan maasulun tunnistamisen toteuttamisesta vikaantumatto-20 maila johtolähdöllä on etuna se, että kun nykyisin käytössä oleva, jatkuvien eli pysyvien maasulkujen suojaukseen käytettävä verkon perustaajuuteen perustuva maasulkusuojaus koordinoidaan yhteen katkeilevan maasulun tunnistuk- : : ’: sen kanssa, voidaan vikaantumattomalla lähdöllä toteutettua tunnistusta hyö- dyntää kyseisen lähdön perinteisen maasulkusuojauksen mahdollisesta virhe- : ,·, 25 havahtumisesta aiheutuvan katkaisijan avaamisen estämiseen.The advantage of implementing a faults earth fault detection with a faultless 20-pin wiring output is that when the current ground-based earth fault protection used for the protection of continuous or permanent earth faults is co-ordinated with the fuse earth fault detection: to prevent opening of the circuit breaker due to a possible fault:, ·, 25 of this output due to the earth fault protection.

« · ·«· ·

Seuraavassa on kuvioiden 4 - 23 avulla esitetty eräs esimerkki rat-4 through 23, an example of a

• I• I

;Vi kaisun mukaisen menetelmän toiminnasta sekä viallisella johtolähdöllä että vi- kaantumattomalla johtolähdöllä eräässä sähkönjakeluverkossa tapahtuneen • * *···* katkeilevan maasulkuvian aikana. Kuvioiden 4 - 23 esimerkki perustuu todelli- 30 sessa sähkönjakeluverkossa tehdyssä kenttäkoemittauksessa mitattuihin säh-: könjakeluverkon nollajännitteen U0 ja viallisen johtolähdön ja vikaantumatto- i I ♦ man johtolähdön summavirran Isum mittauksiin. Tässä esimerkkitapauksessa \ : katkeilevan maasulun tunnistaminen perustuu nollajännitteen Uo ja summavir ran Isum varaustransientin tarkasteluun.; The operation of the fault-tolerant method during both • * * ··· * broken earth fault in a power distribution network with both a faulty wiring output and a defective wiring output. The example of Figures 4 to 23 is based on measurements of the zero voltage U0 of the power distribution network and the sum of the defective line output and the failure current I ♦ of the line output Isum measured in the actual power distribution network. In this example case, \: the detection of a breaking earth fault is based on the consideration of the charge transient of the zero voltage Uo and the sum current Isum.

35 Kuviossa 4 on esitetty viallisen johtolähdön summavirta Isum noin 1,2 sekunnin ajalta. Kuviossa 5 on esitetty jakeluverkon nollajännite Uo vas-Figure 4 shows the sum current of the defective lead output Isum over a period of about 1.2 seconds. Fig. 5 shows the zero voltage Uo of the distribution network in response to

< I<I

14 115488 ! [ taavalta ajanjaksolta. Kuvioissa 4 ja 5 on selvästi nähtävissä katkeilevalle maa-sululle tyypillinen ilmiö, missä summavirran Isum mittauksessa näkyy useita hyvin lyhyen ajanjakson aikana toistuvia vikapulsseja ja missä nollajännitteen Uo mittauksessa näkyy nollajännitteen arvon erittäin nopea kasvaminen vian 5 syntyhetkellä ja tämän jälkeen nollajännitteen arvon hidas vaimentuminen kunnes seuraava vika tapahtuu ja nollajännitteen arvo jälleen nousee. Kuviossa 6 on esitetty yksityiskohta kuviosta 4, missä kuviossa 6 on esitetty neljä ensimmäistä summavirtapulssia. Kuvio 7 puolestaan esittää yksityiskohtaa kuviosta 6, jossa kuviossa 7 on esitetty viallisen johtolähdön järjestyksessä toinen sum-10 mavirtapulssi. Kuviossa 8 on puolestaan esitetty kuvion 7 summavirtapulssia vastaava nollajännitteen muutos. Kuvioiden 4-8 mukaisissa mittauksissa käytetty näytteenottotaajuus on ollut 50 kHz. Kuviossa 9 on esitetty kuvion 7 mukainen summavirtapulssi, kun näytteenottotaajuutena on 4,16 kHz.14 115488! [from the heavenly period. Figures 4 and 5 clearly show a phenomenon typical of a breaking earth fault, where the measurement of the total current Isum shows several fault pulses repeated over a very short period of time and where the measurement of the zero voltage Uo shows a very rapid increase in the zero voltage at fault 5 and then a occurs and the value of the zero voltage rises again. Fig. 6 shows a detail of Fig. 4, where Fig. 6 shows the first four sum current pulses. Fig. 7, in turn, shows a detail of Fig. 6, in which Fig. 7 shows a second sum-10 current pulse in the order of the faulty line output. Figure 8, in turn, shows a change in the zero voltage corresponding to the sum current pulse of Figure 7. The sampling frequency used in the measurements of Figures 4-8 has been 50 kHz. Figure 9 shows the sum current pulse of Figure 7 at a sampling frequency of 4.16 kHz.

Kuviossa 10 on esitetty viallisen lähdön summavirta Isum ja kuviossa 15 11 jakeluverkon nollajännite Uo kaistanpäästösuodatuksen jälkeen. Tässä esi merkkitapauksessa suotimen 15 päästökaistan alarajana oli 300 Hz ja ylärajana 1200 Hz ja suotimen 15 suunnittelussa käytettiin Hann-ikkunafunktiota. Muidenkin päästökaistan taajuusrajojen ja ikkunafunktioiden käyttö on luonnollisesti mahdollista. Kuviossa 12 on esitetty yksityiskohta kuviosta 10, missä ku-20 viossa 12 on esitetty summavirran Isum järjestyksessä toinen summavirtapulssi. Kuviossa 13 on puolestaan esitetty yksityiskohta kuviosta 11, missä kuviossa 13 on esitetty järjestyksessä toista summavirtapulssia vastaava nollajännit-: teen muutos. Suodatuksen vaikutus näkyy summavirran Isum ja nollajännitteenFigure 10 shows the sum current of the defective output Isum and Figure 1511 shows the zero voltage U0 of the distribution network after band pass filtering. In this exemplary case, the passband of the filter 15 was lower than 300 Hz and the upper limit was 1200 Hz, and the Hannu window function was used to design the filter 15. Other bandwidth frequency limits and window functions are, of course, also possible. Fig. 12 shows a detail of Fig. 10, where Fig. 12 illustrates a second sum current pulse in the order of the sum current Isum. Fig. 13, in turn, shows a detail of Fig. 11, where Fig. 13 shows the change in the zero voltage corresponding to the second sum current pulse. The effect of filtering is reflected by the sum current of Isum and the zero voltage

I t II t I

Uo amplituditason muutoksena alaspäin, koska transienttikomponenttia lukuun- ·"·. 25 ottamatta muut summavirran ja nollajännitteen taajuuskomponentit on suo- • · · ’ ]' §! datettu alkuperäisistä mittauksista pois.Uo is a downward change in amplitude level because, with the exception of the transient component, other frequency components of sum current and zero voltage are filtered out of the original measurements.

. Kuviossa 14 on esitetty viallisen lähdön summavirran Isum amplitudi. Figure 14 shows the amplitude of the defective output sum current Isum

( I I(I

:>t;‘ ja kuviossa 15 on esitetty jakeluverkon nollajännitteen U0 amplitudi jatkuvalla ’···* FFT:llä laskettuna. FFT:n laskennassa taajuutena on käytetty 500 Hz:n kiinte- 30 ää taajuutta tarkoittaen sitä, että on laskettu transientin 500 Hz:n komponentin ,· · amplitudia. Kuviossa 16 on esitetty summavirran Isum ja nollajännitteen U0 vai- hekulmien välinen vaihekulmaero mainitulla 500 Hz:n taajuudella järjestykses-,>! ; sä toisen summavirtapulssin kohdalla. Kuviossa 16 nähdään, miten mainittu V t t vaihekulmaero pysyy vian aikana vialliselle johtolähdölle ominaisella vaihekul-’: * ’ 35 ma-alueella -90° ± 80°.:> t; 'and Fig. 15 shows the amplitude of the zero voltage U0 of the distribution network calculated by a continuous' ··· * FFT. In the calculation of the FFT, the frequency used is a fixed frequency of 500 Hz, meaning that the amplitude of the transient 500 Hz component · · · is calculated. Fig. 16 shows the phase angle difference between the phase angles of the sum current Isum and the zero voltage U0 at said 500 Hz frequency in the order -,>! ; at the second sum current pulse. Fig. 16 shows how said Vt t phase angle difference remains at -90 ° ± 80 ° in a 35 ° ma characteristic phase defect output characteristic during a fault.

15 115488 j15 115488 j

Kuvioissa 17a, 17b, 17c, 17d ja 17e on vielä esitetty menetelmän toiminta järjestyksessä neljän ensimmäisen summavirtapulssin osalta viallisen johtolähdön näkökulmasta tarkasteltuna. Kuviossa 17a on esitetty summavir-ran 500 Hz:n komponentin amplitudi ja kuviossa 17b nollajännitteen 500 Hz:n 5 komponentin amplitudi. Kuviossa 17c esitetyn kuvaajan nousevat pulssit kuvaavat sitä, että kukin summavirtapulssi on tunnistettu johtuvaksi tarkasteltavalla lähdöllä esiintyvän katkeilevan maasulun aiheuttamaksi, kun taas kuviossa 17d oleva tasainen kuvaaja osoittaa, että vikaantumattomalla lähdöllä ei ole mitenkään reagoitu verkossa esiintyvään vikaan. Kuviossa 17e esitetyn ku-10 vaajan laskeminen arvosta yksi arvoon nolla kuvaa sitä, että viallisella lähdöllä on jo ensimmäisen summavirtapulssin perusteella havahduttu, että vika on kyseisellä lähdöllä.Figures 17a, 17b, 17c, 17d and 17e further illustrate the operation of the method for the first four sum current pulses in terms of a faulty output. Fig. 17a shows the amplitude of the 500 Hz component of the sum current and Fig. 17b shows the amplitude of the 5 Hz component of the zero voltage. The rising pulses of the graph in Fig. 17c illustrate that each of the sum current pulses is identified to be due to a breaking earth fault at the output under consideration, while the flat graph in Fig. 17d indicates that the failing output has no response to a network fault. Counting the ku-10 scaler shown in Fig. 17e from one to zero indicates that the defective output has already realized from the first sum current pulse that the defect is at that output.

Kuviossa 18 on esitetty vikaantumattoman lähdön summavirta Isum vastaavassa esimerkkitilanteessa. Kuviossa 19 on esitetty kuvion 18 yksityis-15 kohta, jossa kuviossa 19 on esitetty järjestyksessä toinen vikaantumattoman lähdön summavirtapulssi. Kuviossa 20 on esitetty kuvion 19 mukainen vikaantumattoman lähdön summavirtapulssi edellä esitetyn kaistanpäästösuodatuk-sen jälkeen. Kuviossa 21 on esitetty kuvion 20 mukaisen summavirtapulssin 500 Hz:n komponentin amplitudi jatkuvalla FFT:llä laskettuna. Kuviossa 22 on 20 esitetty summavirran ja nollajännitteen 500 Hz:n taajuuskomponenttien vaihe-kulmien välinen vaihekulmaero järjestyksessä toisen summavirtapulssin kohdalla. Kuviossa 22 nähdään, miten mainittu vaihekulmaero pysyy vian aikana : edellä mainitulla vikaantumattomalle johtolähdölle ominaisella vaihekulma-alu- eella+90° ± 80°.Fig. 18 shows the sum current of the faultless output Isum in a corresponding example situation. Fig. 19 is a view showing the private 15 of Fig. 18, where Fig. 19 shows the second non-defective output sum current pulse. Fig. 20 shows the sum current pulse of the fail-safe output according to Fig. 19 after the above bandpass filtering. Fig. 21 shows the amplitude of the 500 Hz component of the sum current pulse of Fig. 20, calculated by continuous FFT. Fig. 22 shows a phase angle difference between the phase angles of the sum current and the frequency components of the zero voltage at a frequency of 500 Hz for the second sum current pulse. Fig. 22 shows how said phase angle difference persists during a fault: in the above-mentioned phase fault range of + 90 ° ± 80 ° for a fault-free line output.

25 Kuvioissa 23a, 23b, 23c, 23d ja 23e on vielä esitetty menetelmänFigures 23a, 23b, 23c, 23d and 23e further illustrate the method

» » I»» I

**] j toiminta neljän ensimmäisen summavirtapulssin osalta vikaantumattoman joh- ,! . tolähdön näkökulmasta tarkasteltuna. Kuviossa 23a on esitetty summavirran • 4 · :<t;’ 500 Hz:n komponentin amplitudi ja kuviossa 23b nollajännitteen 500 Hz:n kom- ponentin amplitudi. Kuviossa 23c oleva tasainen kuvaaja osoittaa, että viallisel-30 la lähdöllä ei ole mitenkään reagoitu vikaantumattoman lähdön tunnistusehto- • · ·.; · jen mukaiseen ratkaisuun, kun taas kuviossa 23d esitetyn kuvaajan pulssit osoittavat, että jokainen summavirtapulssi on tunnistettu aiheutuvan tarkastel-• | : tavaan johtolähtöön nähden taustaverkossa esiintyvästä katkeilevasta maasu-**] j operation for the first four sum current pulses without fault conductor! . from the perspective of departure. Figure 23a shows the amplitude of the 500 Hz component of the sum current • 4 ·: t; and Figure 23b shows the amplitude of the 500 Hz component of the zero voltage. The flat graph in Fig. 23c shows that the faulty-30a output has no response to the fault-free output detection condition. · While the pulses of the graph in Fig. 23d indicate that each sum current pulse is identified to be caused by the • | : Interruptible gas in the backbone network relative to the normal wiring output

S IS I

!,. lusta, eikä tarkasteltavalla johtolähdöllä olevasta viasta. Kuviossa 23e kuvaa- 35 jän laskeminen arvosta nolla arvoon miinus yksi kuvaa sitä, että vikaantumat- * 115488 ! 16 ! tomalla johtolähdöllä on jo ensimmäisen summavirtapulssin perusteella havahduttu, että vika on taustaverkossa eikä tarkasteltavalla johtolähdöllä.!,. and not a fault in the lead in question. In Fig. 23e, calculating the value from zero to minus one illustrates that the error * 115488! 16! already on the basis of the first sum current pulse, this wiring output has detected that the fault is in the background network and not the wiring output under consideration.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaa-5 timusten puitteissa. Niinpä kompensoidun jakeluverkon lisäksi esitettyä ratkaisua voidaan vastaavalla tavalla hyödyntää myös maasta erotetuissa jakeluverkoissa eli verkoissa missä verkolla on normaalisti yhteys maahan ainoastaan verkon maakapasitanssien kautta, koska transientti-ilmiö on suunnilleen samanlainen sekä maasta erotetuissa että kompensoidussa verkossa. Edelleen 10 vastaavalla tavalla esitettyä ratkaisua voidaan käyttää myös resistanssilla maadoitetuissa sähkönjakeluverkoissa eli verkoissa, missä päämuuntajan toi-siokäämityksen tähtipisteen ja maan väliin on kytketty erillinen maadoitusvas-tus. Edelleen verkkotopologialla ei ole vaikutusta ratkaisun toimivuuteen, vaan sitä voidaan käyttää niin säteittäis- kuin rengasverkoissakin sekä ilmajohtover-15 koissa että kaapeliverkoissa. Ratkaisu on luonnollisesti vastaavalla tavalla sovellettavissa myös sellaisissa verkoissa, joissa verkon perustaajuuden arvo poikkeaa arvosta 50 Hz, sekä verkoissa, joissa on kolmesta poikkeava määrä vaiheita.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims. Thus, in addition to the compensated distribution network, the proposed solution can be similarly utilized in the unbundled distribution networks, i.e. networks where the network normally has a connection to the ground only through the ground capacities of the network, since the transient phenomenon is approximately the same. Further, the solution presented in a similar manner can also be used in resistance grounded power distribution networks, i.e. networks in which a separate earth resistor is connected between the star point of the secondary transformer of the main transformer. Further, network topology has no effect on the functionality of the solution, but can be used in both radial and ring networks in both overhead line networks and cable networks. The solution is, of course, similarly applicable in networks where the value of the basic frequency of the network is different from 50 Hz and in networks having a different number of phases.

Katkeilevan maasulun tunnistaminen sähkönjakeluverkoissa voi-20 daan toteuttaa summavirran ja nollajännitteen sijaan myös verkon vaihesuurei-den eli vaihejännitteen ja vaihevirran perusteella. Tässäkin ratkaisussa mainittuja vaihesuureita käsitellään vastaavankaltaisilla signaalinkäsittelymenetelmillä kuten suodattamalla siten, että suodatettu vaihevirta ja suodatettu vaihejän-nite käsittävät olennaisesti ainoastaan katkeilevassa maasulussa esiintyvän ; ; 25 transienttikomponentin mukaanlukien varaus- ja purkaustransientit. Vastaaval- la tavalla kuin summavirtaan ja nollajännitteeseen perustuvassa ratkaisussa myös vaihesuureisiin perustuvassa ratkaisussa olennaista on suojauksen perustaminen katkeilevan maasulun aiheuttaman transientin tarkasteluun ainakin • » ’··· yhdellä varaus- tai purkaustransientille ominaisella taajuudella.The identification of a breaking earth fault in power distribution networks may be accomplished on the basis of network phase variables, i.e. phase voltage and phase current, instead of sum current and zero voltage. Also in this solution, said phase quantities are processed by similar signal processing methods such as filtering such that the filtered phase current and the filtered phase voltage consist essentially of only those occurring in the intermittent earth fault; ; 25 transient components including charge and discharge transients. Similarly to the sum-current and zero-voltage solution, it is also essential in the phase-based solution to provide protection for the consideration of the transient caused by a breaking earth fault at at least one of the frequencies specific to the charge or discharge transient.

« t » · » • · » • t 1 · » » • · I | i > t 1 »«T» · »• ·» • t 1 · »» • · I | i> t 1 »

t It I

• t · » t• t · »t

Claims (26)

1. Förfarande för identifiering av ett intermittent jordfel i ett elektriskt distributionsnät, i vilket förfarande det intermittenta jordfelet identifieras pä basis av en nollspänning (Uo) i det elektriska distributionsnätet och en summa-5 Ström (ISum) av fasströmmarna (lR, ls, It) för början av en ledningsutgäng (1, 2) i det elektriska distributionsnätet, kännetecknatavatt en nollspänning (U0) i nämnda elektriska distributionsnät bildas, en summaström (ISum) av fasströmmarna (lR, ls, It) för nämnda led-10 ningsutgäng (1, 2) bildas i början av ledningsutgängen, nämnda nollspänning (U0) filtreras sä att den filtrerade nollspän-ningen (U0) omfattar väsentligen endast en transientkomponent som förekom-mer i ett intermittent jordfel, nämnda summaström (Isum) filtreras sä att den filtrerade summa-15 strömmen (ISum) omfattar väsentligen endast en transientkomponent som före-kommer i det intermittenta jordfelet, amplituden (A(U0)) och fasvinkeln (<p(U0)) för nämnda nollspännings (Uo) transientkomponent definieras ätminstone pä en frekvens, amplituden ((A(ISum)) och fasvinkeln (<p(ISum)) för nämnda summa-20 ströms (Isum) transientkomponent definieras ätminstone pä en frekvens, en fasskillnad bildas mellan fasvinklama (φ(υ0), cp(Isum)) för nämnda : ·' nollspännings (U0) och nämnda summaströms (Isum) transientkomponenter, nämnda amplitud (A(U0)) för nollspänningens (U0) transientkomponent jämförs med ett pä förhand satt börvärde (A(Uolimit)) för nämnda ' ' > 25 amplitud, : nämnda amplitud (A(ISum)) för summaströmmens (ISUm) transient- . komponent jämförs med ett pä förhand satt börvärde (A(Isumlimit)) för nämnda amplitud, fasskillnaden mellan fasvinklama (q>(U0), 9(ISum)) för nollspän-30 ningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter jämförs med ett pä förhand satt börvärdesomräde för nämnda fasskillnad och : om amplituderna (A(U0), A(ISum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter överstiger motsvarande bör-värden (A(U0Limit), (A(Isumlimit)) för amplituderna och fasskillnaden mellan fas-35 vinklama (q>(U0), 9(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens > 115488 Osum) transientkomponenter är inom det pä förhand satta börvärdesomrädet, identifieras ett intermittent jordfel förekomma i det elektriska distributionsnätet som granskas.A method for identifying an intermittent earth fault in an electrical distribution network, in which method the intermittent earth fault is identified on the basis of a zero voltage (Uo) in the electrical distribution network and a sum Current (ISum) of the phase currents (IR, ls, It ) for the beginning of a line output (1, 2) in the electrical distribution network, characterized in that a zero voltage (U0) in said electrical distribution network is formed, a sum current (ISum) of the phase currents (1R, 1s, It) for said line output (1). 2) is formed at the beginning of the line output, said zero voltage (U0) is filtered so that the filtered zero voltage (U0) comprises essentially only one transient component occurring in an intermittent earth fault, said sum current (Isum) being filtered so that the filtered sum The current (ISum) essentially comprises only one transient component present in the intermittent ground fault, the amplitude (A (U0)) and the phase angle (<p (U0) ) for said zero voltage (Uo) transient component, at least one frequency is defined, the amplitude ((A (ISum)) and phase angle (<p (ISum)) of said sum current (Isum) transient component are defined at least at one frequency, a phase difference is formed between the phase angles (φ (υ0), cp (Isum)) of said: · zero voltage (U0) and said sum current (Isum) transient components, said amplitude (A (U0)) of the zero voltage (U0) transient component is compared with a preset setpoint (A (Uolimit)) for said amplitude, said amplitude (A (ISum)) for the transient current of the sum current (ISUm). component is compared with a predetermined setpoint (A (Isum limit)) for said amplitude, the phase difference between the phase angles (q> (U0), 9 (ISum)) of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components is compared with a the predetermined setpoint range for said phase difference and: if the amplitudes (A (U0), A (ISum)) of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components exceed the corresponding setpoints (A (U0Limit), (A (Isumlimit)) for the amplitudes and phase difference between the phase angles (q> (U0), 9 (Isum)) of the zero voltage (U0) and the sum current> 115488 Osum) transient components are within the predetermined setpoint range, an intermittent ground fault occurrence is identified in the electrical distribution under review. 2. Förfarande eniigt patentkrav 1, kännetecknat av att da 5 fasskillnaden mellan fasvinklama (q>(Uo), <p(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter är inom ett börvärdesomräde 9b ± Δφ, där 9b är -90 grader och Δφ är tili exempel 80 grader, identifieras det intermittenta jordfelet förekomma pä den ledningsutgäng (1, 2), för vilken amp-lituden (A(Isum)) och fasvinkeln (<p(Isum)) för summaströmmens (Isum) transient-10 komponent har definierats.Method according to claim 1, characterized in that the phase difference between the phase angles (q> (Uo), <p (Isum)) of the zero voltage (Uo) and the sum current (Isum) transient components is within a setpoint range 9b ± Δφ, where 9b is -90 degrees and Δφ are for example 80 degrees, the intermittent ground fault is identified at the line output (1, 2), for which the amplitude (A (Isum)) and the phase angle (<p (Isum)) of the sum current (Isum) transient component has been defined. 3. Förfarande eniigt patentkrav 2, kännetecknat av att vidare sätts ett styrkommando (CTL) för styming av fränkoppling av en brytare (6) pä nämnda ledningsutgäng (1, 2) för att skydda det elektriska distributionsnätet frän det intermittenta jordfelets inverkan. 15 4. Förfarande eniigt patentkrav 1, kännetecknat av att dä fasskillnaden mellan fasvinklama (φ(υ0), (<p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter är inom ett börvärdesomräde <pb ± Δφ, där q>b är -90 grader och Δφ är tili exempel 80 grader, identifieras det ! intermittenta jordfelet förekomma pä nägon annan ledningsutgäng (1, 2) av det 20 galvaniskt sammankopplade elektriska distributionsnätet än pä den ledningsutgäng (1, 2) för vilken amplituden (A(Isum)) och fasvinkeln (<p(Isum)) för summaströmmens (Isum) transientkomponent har definierats. : : : 5. Förfarande eniigt nägot av de föregäende patentkraven, k ä n- ·;· netecknatavatt amplitudema (A(Uo), A(Isum)) och fasvinklama (φ(υ0), tl 1 ; ; 25 (p(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transient- 1 » » ... I komponenter bestäms genom kontinuerlig FFT-kalkylering. •, ·. 6. Förfarande eniigt patentkrav 5, kännetecknat av att ampli- tudema (A(U0), A(Isum)) och fasvinklama (cp(Uo), <p(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter bestäms genom att 30 använda ett pä förhand satt fast frekvensvärde. ; : 7. Förfarande eniigt patentkrav 5, kännetecknat av att ätmin- stone en frekvens för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) tran-sientkomponenter bestäms och amplitudema (A(U0), A(ISum)) och fasvinklama (φ(υ0), <p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transi- ] 35 entkomponenter bestäms vid nämnda frekvensvärde. > · 115488Method according to claim 2, characterized in that a control command (CTL) for controlling friction switching of a switch (6) is also applied to said line output (1, 2) to protect the electrical distribution network from the influence of the intermittent earth fault. Method according to claim 1, characterized in that the phase difference between the phase angles (φ (υ0), (<p (Isum)) of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components is within a set point range <pb ± Δφ, where q > b is -90 degrees and Δφ is, for example, 80 degrees, the intermittent ground fault is identified on any other wiring output (1, 2) of the galvanically connected electrical distribution network than on the wiring output (1, 2) for which the amplitude (A (Isum)) and the phase angle (<p (Isum)) of the transient component of the sum current (Isum) have been defined::: 5. A method according to any of the preceding claims, characterized by the non-signed amplitudes (A (Uo), A (Isum)) and the phase angles (φ (υ0), tl 1;; 25 (p (Isum)) for the transient voltage of the zero voltage (Uo) and the sum current (Isum) of I ... ... In components are determined by continuous FFT calculation Method according to claim 5, characterized by a The amplitudes (A (U0), A (Isum)) and phase angles (cp (Uo), <p (Isum)) of the zero voltage (Uo) and sum current (Isum) transient components are determined using a predetermined frequency value. ; Method according to claim 5, characterized in that the at least a frequency of the zero voltage (Uo) and the sum current (Isum) transient components is determined and the amplitudes (A (U0), A (ISum)) and the phase angles (φ (υ0)). , <p (Isum)) for the transient components of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) current are determined at said frequency value. > · 115488 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknatavatt ätmin-stone en frekvens för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) tran-sientkomponenter bestäms pä basis av längden av en halvperiod av den ofilt-rerade summaströmmen (Isum)· 5 9. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknatavatt nämnda nollspänning (U0) och summaström (Isum) filtreras med ett bandpassfilter.8. A method according to claim 7, characterized in that at least a frequency of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components is determined on the basis of the length of a half period of the unfiltered sum current (Isum). of the preceding claims, characterized in that said zero voltage (U0) and sum current (Isum) are filtered with a bandpass filter. 10. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, k βη-η e t e c k n a t av att det elektriska distributionsnätets nollspänning (Uo) bildas 10 genom att beräkna ett medelvärde för enskilda fasspänningars (UR, Us, UT) momentanvärden och fasströmmarnas (Ir, Is, It) > summaström (Isum) bildas genom att beräkna summan av enskilda fasströmmars (Ir, Is, It) momentanvärden.10. A method according to any of the preceding claims, k βη-η characterized in that the zero voltage (Uo) of the electrical distribution network is formed by calculating an average value of individual phase voltages (UR, Us, UT) and the phase currents (Ir, Is, It )> sum current (Isum) is formed by calculating the sum of the instantaneous values of individual phase currents (Ir, Is, It). 11. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, k ä n-15 netecknatavatt nämnda transientkomponent är en laddningstransient- komponent.11. A method according to any of the preceding claims, characterized in that said transient component is a charge transient component. 12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 10, kännetecknatavatt nämnda transientkomponent är en urladdningstransientkom-ponent. 20 13. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kän- n e t e c k n a t av att det elektriska distributionsnätet är ett delvis eller helt kompenserat nät, ett isolerat nät eller ett resistansjordat elektriskt distribu-: ; : tionsnät.12. A method according to any of claims 1 to 10, characterized in that said transient component is a discharge transient component. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the electrical distribution network is a partially or fully compensated network, an insulated network or a resistive earthing electrical distribution; : tions network. 14. Anordning för identifiering av ett intermittent jordfel i ett elektriskt : ; 25 distributionsnät, vilken anordning är anordnad att identifiera det intermittenta : jordfelet pä basis av en nollspänning (U0) i det elektriska distributionsnätet och : ·, , en summaström (Isum) av fasströmmarna (lR, Is, It) för början av en lednings- • » ‘. utgäng (1, 2) i det elektriska distributionsnätet, '" ** kännetecknatavatt anordningen omfattar 30 medel för att bilda en nollspänning (U0) i nämnda elektriska distribu tionsnät, medel för att bilda en summaström (ISum) av fasströmmarna (lR, ls, \: lT) för nämnda ledningsutgäng (1, 2) i början av ledningsutgangen (1, 2), medel för att filtrera nämnda nollspänning (U0) sä att den filtrerade 35 nollspänningen (U0) omfattar väsentligen endast en transientkomponent som förekommer i ett intermittent jordfel, 115488 medel för att filtrera nämnda summaström (Isum) sä att den filtrerade summaströmmen (Isum) omfattar väsentligen endast en transientkomponent som förekommer i det intermittenta jordfelet, medel för att definiera amplituden (A(Uo)) och fasvinkeln (φ(υο)) för 5 nämnda nollspännings (U0) transientkomponent ätminstone pä en frekvens, medel för att definiera amplituden ((A(Isum)) och fasvinkeln (<p(Isum)) för nämnda summaströms (Isum) transientkomponent ätminstone pä en frekvens, medel för att bilda en fasskillnad mellan fasvinklama ((p(Uo), cpOsum)) 10 för nämnda nollspännings (Uo) och nämnda summaströms (ISum) transient-komponenter, medel för att jämföra nämnda amplitud (A(U0)) för nollspänningens (Uo) transientkomponent med ett pä förhand satt börvärde (A(Uolimit)) för nämnda amplitud, 15 medel för att jämföra nämnda amplitud (A(Isum)) för summaström- mens (Isum) transientkomponent med ett pä förhand satt börvärde (A(Isumlimit)) för nämnda amplitud, medel för att jämföra fasskillnaden mellan fasvinklama (<p(U0), <p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transient-20 komponenter med ett pä förhand satt börvärdesomräde för nämnda fasskillnad och medel för att identifiera att ett intermittent jordfel förekommer i det : f : elektriska distributionsnätet som granskas, om amplituderna (A(U0), A(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter ; ; : 25 överstiger motsvarande börvärden (A(Uolimit), (A(Isumlimit)) för amplituderna . . : och fasskillnaden mellan fasvinklama (cp(U0), <p(Isum)) för nollspänningens (Uo) :·,··, och summaströmmens (Isum) transientkomponenter är inom det pä förhand • » satta börvärdesomrädet. '" ’ 15. Anordning enligt patentkrav 14, kännetecknad avattdä 30 fasskillnaden mellan fasvinklama (φ(υ0), cp(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (ISum) transientkomponenter är inom ett börvärdesomräde : 9b ± Δφ, där <pb är -90 grader och Δφ är tili exempel 80 grader, är anordningen anordnad att identifiera att det intermittenta jordfelet förekommer pä den led-ningsutgäng (1, 2), för vilken amplituden (A(ISum)) och fasvinkeln (cp(ISum)) för 35 summaströmmens (Isum) transientkomponent har definierats. 115488Device for identifying an intermittent earth fault in an electrical:; A distribution network, which is arranged to identify the intermittent: ground fault on the basis of a zero voltage (U0) in the electrical distribution network and: ·, a sum current (Isum) of the phase currents (IR, Is, It) for the beginning of a • »'. output (1, 2) of the electrical distribution network, the characteristic feature of the device comprises means for forming a zero voltage (U0) in said electrical distribution network, means for forming a sum current (ISum) of the phase currents (IR, ls, means for filtering said zero voltage (U0) such that the filtered zero voltage (U0) comprises substantially only one transient component present in an intermittent one (2) at the beginning of the line output (1, 2). ground fault, means for filtering said sum current (Isum) such that the filtered sum current (Isum) comprises substantially only one transient component present in the intermittent earth fault, means for defining the amplitude (A (Uo)) and the phase angle (φ (υο) ) for said zero voltage (U0) transient component at least at a frequency, means for defining the amplitude ((A (Isum)) and the phase angle (<p (Isum)) of said sum current (Isum) transient component at least at a frequency, means for forming a phase difference between the phase angles ((p (Uo), cpOsum)) of said zero voltage (Uo) and said sum current (ISum) transient components, means for comparing said amplitude (A ( U0)) for the zero voltage (Uo) transient component with a predetermined setpoint (A (Uolimit)) for said amplitude, means for comparing said amplitude (A (Isum)) for the sum current (Isum) transient component with a predetermined set set point (A (Isum limit)) for said amplitude, means for comparing the phase difference between the phase angles (<p (U0), <p (Isum)) of the transient components of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) set setpoint range for said phase difference and means to identify that an intermittent earth fault exists in it: f: the electrical distribution network being examined, if the amplitudes (A (U0), A (Isum)) of the zero voltage (Uo) and sum current one's (Isum) transient components; ; : 25 exceeds the corresponding setpoints (A (Uolimit), (A (Isum limit)) for the amplitudes.: And the phase difference between the phase angles (cp (U0), <p (Isum)) of the zero voltage (Uo): ·, ··, and The transient components of the sum current (Isum) are within the predetermined setpoint range. "Device according to claim 14, characterized by the phase difference between the phase angles (φ (υ0), cp (Isum)) of the zero voltage (Uo) and the sum current The transient components are within a setpoint range: 9b ± Δφ, where <pb is -90 degrees and Δφ is for example 80 degrees, the device is arranged to identify that the intermittent ground fault occurs at the conduit output (1, 2) for which the amplitude (A (ISum)) and the phase angle (cp (ISum)) of the transient component of the sum current (Isum) have been defined. 16. Anordning enligt patentkrav 15, kännetecknadavattan-ordningen omfattar vidare medel för att sätta ett styrkommando (CTL) för styr-ning av fränkoppling av en brytare (6) pä nämnda ledningsutgäng (1, 2) för att skydda det elektriska distributionsnätet frän det intermittenta jordfelets inver- 5 kan.16. Apparatus according to claim 15, characterized in that the wattage arrangement comprises means for placing a control command (CTL) for controlling friction switching of a switch (6) on said line output (1, 2) to protect the electrical distribution network from the intermittent inversion of the earth fault. 17. Anordning enligt patentkrav 14, kännetecknadavattdä fasskillnaden mellan fasvinklarna (φ(ϋ0), (cp(Isum)) för nollspänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter är inom ett börvärdesomräde ((¾ ± Δφ, där <pb är -90 grader och Δφ är till exempel 80 grader, är anordningen 10 anordnad att Identlflera att det intermittenta jordfelet förekommer pä nägon annan ledningsutgäng (1, 2) av det galvaniskt sammankopplade elektriska distributionsnätet än pä den ledningsutgäng (1, 2) för vilken amplituden (A(ISum)) och fasvinkeln (<p(Isum)) för summaströmmens (Isum) transientkomponent har definierats.Device according to claim 14, characterized in that the phase difference between the phase angles (φ (ϋ0), (cp (Isum)) of the zero voltage (Uo) and the sum current (Isum) transient components is within a setpoint range ((¾ ± Δφ, where <pb is -90 For example, degrees and Δφ are 80 degrees, the device 10 is arranged to identify that the intermittent ground fault occurs on some other wiring output (1, 2) of the galvanically interconnected electrical distribution network than on the wiring output (1, 2) for which the amplitude (A ( ISum)) and the phase angle (<p (Isum)) of the transient component of the sum current (Isum) have been defined. 18. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 17, känne- t e c k n a d av att anordningen omfattar medel att bestämma amplituderna (A(Uo), A(Isum)) och fasvinklama (<p(U0), <p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter genom kontinuerlig FFT-kal-kylering.Device according to any one of claims 14 - 17, characterized in that the device comprises means for determining the amplitudes (A (Uo), A (Isum)) and the phase angles (<p (U0), <p (Isum)) of the zero voltage (U0) and the transient components of the sum current (Isum) by continuous FFT calculation. 19. Anordning enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d av att an ordningen är anordnad att bestämma amplituderna (A(U0), A(ISum)) och fasvinklarna (tp(U0), <p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter genom att använda ett pä förhand satt fast fre-: kvensvärde.19. Device according to claim 18, characterized in that the device is arranged to determine the amplitudes (A (U0), A (ISum)) and the phase angles (tp (U0), <p (Isum)) of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components using a predetermined frequency value. 20. Anordning enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d av att an- : , ordningen omfattar medel för att bestämma ätminstone en frekvens för noll- l t '1 spänningens (U0) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter och att . , anordningen är anordnad att bestämma amplituderna (A(Uo), A(Isum)) och fas- : ;* vinklarna (cp(Uo), <p(Isum)) för nollspänningens (U0) och summaströmmens • ·' 30 (Isum) transientkomponenter vid nämnda frekvensvärde.20. Apparatus according to claim 18, characterized in that the device comprises means for determining at least one frequency for the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) transient components and that. , the device is arranged to determine the amplitudes (A (Uo), A (Isum)) and the phase:; * the angles (cp (Uo), <p (Isum)) of the zero voltage (U0) and the sum current (Isum) ) transient components at said frequency value. 21. Anordning enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a d av att an- • ordningen omfattar medel för att bestämma ätminstone en frekvens för noll- spänningens (Uo) och summaströmmens (Isum) transientkomponenter pä basis : av längden av en halvperiod av den ofiltrerade summaströmmen (Isum)· » ·21. Device according to claim 20, characterized in that the device comprises means for determining at least one frequency of the zero voltage (Uo) and the sum current (Isum) transient components on the basis: of the length of a half period of the unfiltered sum current ( Isum) · »· 22. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 21, känne- t e c k n a d av att anordningen omfattar ett bandpassfilter (15) för filtrering av I · I · ♦ » 28 1 1 5 4 8 8 nämnda nollspänning (U0) och summaström (ISum)·Device according to any one of claims 14 - 21, characterized in that the device comprises a bandpass filter (15) for filtering said zero voltage (U0) and sum current (ISum) · 23. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 22, k ä nn e-t e c k n a d av att anordningen omfattar medel för att bilda det elektriska dis-tributionsnätets nollspänning (U0) genom att beräkna ett medelvärde för en- 5 skilda fasspänningars (UR, Us, UT) momentanvärden och medel för att bilda fasströmmamas (Ir, Is, It) summaström (Isum) genom att beräkna summan av enskilda fasströmmars (Ir, Is, It) momentanvärden.Device according to any one of claims 14 to 22, characterized in that the device comprises means for forming the zero voltage (U0) of the electrical distribution network by calculating an average value for individual phase voltages (UR, Us, UT torque values and means for forming the phase currents (Ir, Is, It) sum current (Isum) by calculating the sum of the instantaneous values of individual phase currents (Ir, Is, It). 24. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 23, känne-tecknadavatt nämnda transientkomponent är en laddningstransientkom- 10 ponent.24. Apparatus according to any one of claims 14 to 23, characterized in that said transient component is a charge transient component. 25. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 23, k ä n n et e c k-n a d av att nämnda transientkomponent är en urladdnings-transientkom-ponent.Device according to any one of claims 14-23, characterized in that said transient component is a discharge transient component. 26. Anordning enligt nägot av patentkraven 14 - 25, känne-15 t e c k n a d av att det elektriska distributionsnätet är ett delvis eller helt kom- penserat nät, ett isolerat nät eller ett resistansjordat elektriskt distributionsnät. • » • I »»li t t I » I I , I » f »26. Device according to any of claims 14-25, characterized in that the electrical distribution network is a partially or fully compensated network, an insulated network or a resistance-grounded electrical distribution network. • »• I» »li t t I» I I, I »f» 1 I1 I